控制论与信息论在遗传学中的应用 Ⅰ.热力学第二定律的信息论表述方式及其在群体遗传学中的应用

热力学第二定律说,在一个孤立系统内发生的运动和变化不可能使熵减少(“熵增加定律”)。如果我们把信息论中关于熵(不定度或无序度)的概念看成是广义熵,则信息论中所说的,对信息所进行的操作和变换不可能使信息量增加,或者说,不定度(熵)不可能减少,可以称为热力学第二定律的信息论表述方式或“广义热力学第二定律”。本文将上述定律应用于群体遗传学,从数学上证明,在一个随机交配的种群内总是发生     

熵、概率与不可逆性

本文论述了熵、概率和不可逆性之间的关系，从而说明热力学与动力学之间的互补性，指出了热力学第二定律的深刻的物理内涵．     

熵函数与热力学过程

<正> 热力学是研究化学、物理、生物等学科中一些现象和规律的有用工具。组成热力学基础们热力学第一、第二定律是人类长期的经验的总结,有着牢固的实验基础,属于物理化学中最基本的定律。 热力学第二定律,主要是研究过程的方向、限度及化学平衡问题。它一方面从第一定律的劝——热在一定条件下可以转化的普遍规律,总结了存在于物系内部的功——热的转化与两种热力学过程的关系,又提出了与过程方向性有紧密联系的熵函数的概念。热力学第二定     

熵、概率与不可逆性——热力学与动力学的互补性

本论述了熵，概率和不可逆性之间的关系，从而说明热力学与动力学之间的互补性，指出了热力学第二定律的深刻的物理内涵。     

熵及其应用

熵是物理学中的重要概念，完成了热力学第二定律的量化问题。本文从物理学中熵的概念出发，论述了熵的统计解释，探讨了熵在信息科学中的应用。随着研究的深入，熵在现代科学技术中的应用将越来越广泛。     

熵概念的进展

自从1864年克劳修斯引入熵的概念、并使它在热力学第二定律的表述中扮演重要角色以来,它一直受到物理学工作者和自然哲学工作者的关注,被广泛而持久地进行讨论。本文将对熵概念的历史发展作一个简单的回顾,扼要介绍熵概念最近十年来的新进展,讨论这些新进展对于物理学中基本规律表述的影响,并对熵概念的进一步发展及其对物理学的意义进行探讨。     

论非线性断裂力学的基本平衡定律Ⅰ——局部理论

本文将映射分为两个同胚映射,把理性连续统力学的方法推广到断裂力学,得到与Eftis等不同的一些新结果。本文建立了非线性流变断裂学的基本平衡定律;得出了裂纹扩展过程所应满足的一组必要条件(包括动量条件、动量矩条件、能量条件及熵条件);提出了考虑热效应的一般能量断裂判据,它把已有一些判据作为特殊情况包括在内。把裂纹扩展作为不可逆热力学过程,本文得到新断裂表面上的熵不等式,丛而揭示出经典断裂理论中存在的理论缺陷。我们的结论是:只要裂纹在扩展,就不可能是纯粹的力学过程,断裂必然伴随着热传导和熵产生。经典断裂力学中假设的等温或绝热条件由于违反热力学第二定律是不可能实现的,从这个意义上说经典断裂理论是热力学不相容的。     

非对称性和热学

０引言 文［１］中论述了“对称性和热学”．如何将物理学的基本定律都统一在对称性原理这个更普遍的理论框架之下,是当代物理学的热门话题之一,它预示着基础物理教学内容与教学体系的重大改革．但笔者认为虽然热力学第一定律是时间平移对称性的结果,广义的热力学第一定律是空间平移和转动对称性的结果,但热学中也存在着非对称性．本文对非对称性与热力学第二定律进行了探讨．１热力学第二定律揭示了自然界能量分布变化的非对称性 热力学第二定律有两种基本表述．其一是热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸热使之完全变为有…     

结合实践教授热力学第二定律的体会

本文总结了结合实践教授工程热力学重要原理热力学第二定律的方法、效果和体会。指出:结合实践教授热力学第二定律,将生活和工程实际中的应用展现在课堂,既能使教学过程轻松活泼,又能提高教学质量。     

关于热力学过程方向性的讨论

<正> 热力学第二定律共给出三个热力学函数,即熵(S),功函数(F)和自由能(G)。这三个函数都是状态的单值函数,其最根本的属性是当某一热力学状态一旦确定,则其数值立刻就被确定下来;当体系发生一热力学过程时,其增量只和体系的始末态有关而和过程的性质无关。     

飞机环控系统最小熵产分析

根据热力学第二定律,提出采用多目标优化方法对飞机环境控制系统进行最小熵产分析. 选取起飞、加速爬升和高空超音速巡航为设计点,以系统熵产最小为目标函数建立优化模型,并进行了优化计算,分析了热交换器流比、引气流量、涡轮和压气机压力比在不同飞行阶段对系统熵产的影响. 为克服在不同飞行阶段使系统熵产减小对设计变量的要求不一致的问题,将各设计点系统熵产最小作为不同目标函数建立多目标优化模型,并应用NSGA-Ⅱ算法进行优化计算得到了非劣最优解集,在此基础上进行方案决策. 仿真结果验证了方法的有效性.     

熵的概念及其拓展

本文首先追溯了克劳修斯如何提出热力学熵的概念;其次阐述了统计熵,负熵,信息熵的发展,最后将热力学熵和信息熵的定义进行拓展,得到广义热力学熵和广义信息熵的定义及其意义．旨在通过本文的讨论促进人们对熵概念的理解和应用．     

非对称性和热学

热力学第二定律揭示了自然界中存在着的非对称性。     

一维不可逆导热系统的熵产生及其稳定性

用非平衡热力学方法计算了一维导热系数的熵产生，证明了稳定的定态导热系数，其熵产生具有最小值。     

浅析熵的物理意义及两个常见热力学过程中熵增的计算

“熵”这个概念容易让人感觉晦涩难懂,而一些常见热力学过程中熵增的计算更是让人无从着手．本文从波耳兹曼熵和克劳修斯熵两个角度浅析了熵的定义及统计意义,还根据熵的可加性计算了两个典型的相变过程和热传导过程热力学系统的熵增,并对计算结果进行了讨论．对于一些实际的不可逆过程,尤其是热传导过程,熵增可采用假设一可逆过程求热温比积分的方法,对每一小部分依次与温差非常小的恒温热源接触,温差无限小的热传导过程可视为可逆过程．     

玻义尔定律与焦尔定律不相互独立

根据热力学第一定律,当压强趋向于零时理想气体的内能应为有限值,再结合玻义尔定律就可推出焦尔定律.     

关于热力学第三定律的讨论

本文讨论了在正负两种温度系统下的热力学第三定律，并阐述了其理论价值。使学生对热力学第三定律有更进一步的了解和认识。     

非平衡统计密度算符

本文采用非平衡热力学和统计力学相结合的方法，导出一般的非平衡过程的统计密度算符，给出的统计密度算符具有较为普遍的意义，它不仅适于“力学扰动”也适于二者同时存在的一般情形，同时对重新定义和认识熵具有重要的指导意义。     

一类不可逆半导体发电器性能分析

应用热力学理论,研究了线性唯象传热律下不可逆半导体温差发电器的性能特性,探讨了给定热源温度下热电器输出功率的最佳优化条件,得到一些有意义的新结论.