元素标准熵与电子构型的关系

研究了元素标准熵与电子构型的关系,发现元素标准熵在周期表中与外层电子数和有明显的对称关系。元素标准熵可以看成２个函数之和,即：Ｓ＾０＝ｆ（Ｎ）＋ｆ（Ｅ）,其中Ｓ＾０为元素标准熵;Ｎ为主量子数：Ｅ为外层电子数和。公式中３个方括号内的表达式分别用于计算ｓｐ,ｓｄ,ｄｆ区元素的元素标准熵。其中ｓｐ,ｓｄ,ｄｆ分别为最外层电子数,用该公式推导的计算值与实测值符合得很好。     

火积耗散数及其应用

基于描述物体热量传递能力的物理量—— , 定义了用于评价换热器整体性能的 耗散数. 发现在传热单元数和热容率比一定时, 耗散数越小, 换热器性能越好. 通过分析 耗散数随换热器有效度的变化规律, 发现 耗散数避免了熵产数导致的“熵产悖论”, 并可作为评价不同流动型式的换热器整体性能的标准, 因而和改进的熵产数相比, 具有明显优势. 同时 耗散数体现了换热过程中冷热流体不均衡引起的不可逆性.     

心跳间隔增量序列的多尺度分析及临床应用

通过对心跳间隔序列、心跳间隔增量序列的多尺度熵和多尺度标准差分析, 发现心跳间隔序列的多尺度熵主要反映年龄对心脏活动水平的影响, 不足以作为区分充盈性心衰的诊断依据. 然而, 心跳间隔增量序列的多尺度熵分析却显示充盈性心衰和房颤患者心率变异性的复杂性较健康人有显著降低, 揭示两种疾病的心率变异性有着共同的潜在动力学性质. 提出了以心跳间隔增量序列在尺度4下的样本熵作为充盈性心衰和房颤的诊断依据并给出了参考值. 通过分析不同心功能分级对结果的影响, 发现即使是轻度心衰也能显著区别于健康人, 意味着该参数可以用于心衰的早期诊断.     

孤立系统内传热过程的火积减原理

从热力学第一、第二定律出发, 基于熵的概念, 可以得出孤立系统的熵增原理和孤立系统、定温定容系统等的热平衡判据. 本文基于火积的概念, 得出了孤立系统内传热过程的火积减原理, 发现在孤立系统内的热量传递过程中, 火积总是减小的, 该原理可以视为热力学第二定律在传热过程中的一种表述. 本文还得到了孤立系统和封闭系统的热平衡判据, 即最小火积原理和最小自由火积原理, 发现孤立系统在达到热平衡时系统的火积最小, 而封闭系统在热平衡状态下自由火积最小. 这就表明, 在传热过程中, 火积和熵一样, 都可以作为时间之矢, 指出其发展方向; 而且, 火积也可以用于描述系统的平衡态.     

矩形腔内接触熔化过程的熵产

Gordon等曾对矩形腔内的一维非接触熔化进行了熵产分析,得到最优的加热熔化方式.不过由于他们假设了熔化过程液体层内完全线性导热的条件,因此,所得结果有较大的局限性.本文则要讨论接触熔化过程的熵产.     

蛋白质变性中的熵-焓互补现象

根据３０００多组热力学实验数据发现,在蛋白质变性过程中普遍存在熵－焓互补现象。研究表明,伴随蛋白质变性发生的水分子重组是这种熵－焓互补现象的原。熵－互补使蛋白质性,只发生小范围的自由能变化,既满足了生理过程的要求,又不必牺牲蛋白的生物多样性。     

克劳修斯熵表达式适用于实际气体的分子动力学验证

克劳修斯熵是热力学的核心概念.然而,克劳修斯熵表达式的引入是基于理想气体假定的,因此有必要论证克劳修斯熵表达式在实际气体中的适用性.通过回顾,我们发现已有的证明方法都是需借助两种工质循环的间接论证.本文通过分子动力学模拟了氩工质和二氧化碳工质在不同高压下的加热过程和可逆热力学循环,直接验证了克劳修斯熵表达式在实际气体中的适用性.在验证过程中发现,正是由于实际气体热力学过程中存在分子动能和势能之间的转换,才导致其热力学参数间的关系不同于理想气体,但是由于这种转化发生在系统的内部,克劳修斯熵表达式是不变的.     

状态量熵应为负值

物理量的正负值性质不仅取决于它的零点选择,还通常与它的物理意义有关.一般约定用正值代表正面的、积极的事物,负值代表负面的、消极的事物.然而,状态量熵却是一个“奇怪”的物理量.它代表了一种负面的、消极的事物,但却一直被视为正值.基于平衡态热力学的对称性,我们建立了一个理想固体状态方程,该方程要求熵应具有负值性质;并从物理上规定了熵的零点应为熵的极大值点,即零压理想气体(理想气体的极限状态).分析表明,普朗克关于能斯特热定理的熵表述并不普适,它仅对单组分物质如完美晶体有效,“熵不可能为负”并不是一个绝对的事实.历史上选择零温完美晶体作为熵的零点是非物理操作,只涉及方便性的问题.以零压理想气体作为熵的零点,其他所有热力学状态的熵均为负值,实现了熵的零点与其宏观和微观物理意义的统一,熵的负值(即熵的绝对值)愈小,系统的不可用能愈大(可用能愈小),无序度愈大(有序度愈小).这与人们的认知习惯相符.与选择零温完美晶体作为熵的零点不同,零压理想气体作为熵的零点同时也是热力学对称性的要求,是一种基于物理本质的选择.此外,零压理想气体是理想气体状态方程和理想固体状态方程共同的熵零点,可以对两个极端方程之...     

模式熵与高频心电图信号不规则性的动态分析

通过对近似熵的分析、修正, 提出了新的算法——模式熵的概念, 使得不规则性分析能适用于短时大幅缓慢变化信号的时间序列中. 然后将模式熵用于心肌梗死动物模型(Myocardial infraction, MI) 中高频心电信号(High Frequency Electrocardiogram, HFECG)不规则性动态分析. 结果表明, 急性心肌缺血时HFECG的模式熵有着显著的动态变化. 因此, 模式熵在心脏疾病的早期诊断中显示出潜在的应用价值.     

量子纠缠与时空结构

众所周知，自然界中存在着四种基本相互作用，分别为强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。然而，前三者可以在量子力学的框架下自洽，只有特殊的引力相互作用尚未与其他相互作用统一。因此，追求引力的量子化是现代物理学最迫切和首要的目标。物理学家们发现，可以利用量子场论的方法来研究引力理论。在这过程中，我们发现量子纠缠、几何以及时空定域性之间的关系，这似乎暗示了通往量子引力的研究方向。通过量子纠缠，我们希望进一步探索量子引力领域，为引力的量子化找到一个突破口，从而发现时空的本质。文章简要回顾量子纠缠熵的历史发展，并讨论纠缠熵与几何之间的关系。     

选区激光熔化(FeCoNi)86Al7Ti7高熵合金腐蚀性能研究

 选区激光熔化技术(SLM)制备的(FeCoNi)₈₆Al₇Ti₇高熵合金，经780 ℃退火处理后，深入分析打印态和退火态合金在 0.5mol/L H₂SO₄溶液中的电化学腐蚀性能。通过电化学工作站测试高熵合金的开路电位、交流阻抗与极化曲线，发现退火态(FeCoNi)₈₆Al₇Ti₇高熵合金自腐蚀电位更高，自腐蚀电流密度更低，容抗弧直径更大，阻抗值更高，以及电荷转移电阻更大。X射线光电子能谱(XPS)，分析腐蚀表面钝化膜的成分及含量表明，退火态高熵合金腐蚀表面氧化物的种类更丰富，含量更高，更易形成稳定的钝化膜。结果表明，780 ℃退火处理能显著改善(FeCoNi)₈₆Al₇Ti₇高熵合金的耐腐蚀性能。     

二元固溶体混合熵的集团变分法研究

集团变分法(cluster variation method CVM)对固溶体混合熵做了比Bragg-Williams近似更合理的描述,因而在合金的有序-无序转变和溶解度间隙的研究上取得了成功。然而在处理不同结构相平衡时,各相中原子间结合能将会出现复杂的分布,因此需要对影响混合熵的各种因素作系统的分析。本文研究了CVM中原子间结合能、温度、溶体成分、结构等对混合熵的影响,为二元溶体混合熵提供鲜明的物理形象,并讨论CVM的固有缺欠及其适用范围。     

收缩气团的熵变化

在文献[1]中曾通过求解方程得到了描述孤立气团收缩的分布函数 f=f_0[1-RV_rτ+τ~2/2(V~2=R~2V_r~2-R~2-5V_r~2x~2)],(1)式中物理量的含义将在下面陆续介绍。在文献[3]中发现,收缩气团的熵减少。 本文拟说明,“收缩气团在熵减少”并不是分布函数(1)式独有的性质。 设某单组分孤立气团的初始时是一均匀平衡态:     

Anosov映射的拓扑熵

寻找系统在拓扑等价意义下的数值不变量,是动力系统中一个有意义的研究课题.目前知道的数值不变量甚少,而拓扑熵就是这样一个数值不变量.迄今拓扑熵的研究多集中在同胚映射及一维连续自映射.本文考虑一般紧致度量空间上一类连续自映射——Anosov映射,用有限型子移位和转移矩阵的最大特征值刻划Anosov映射的拓扑熵. Anosov映射首先由Maé和Pugh在紧致微分流形上定义.Przytycki使用轨道空间     

Anosov映射的拓扑熵为零的充要条件

Sakai定义了一般紧致度量空间上的Anosov映射。孙文祥证明了在一般紧致度量空间上,Anosov映射具有轨道拓扑稳定性,有Markov分解和有理的ξ-函数,并在文献[4]中,给出了拓扑熵的一个计算公式。 本文继续研究Anosov映射的拓扑熵,但侧重于熵与周期点的关系,得到 定理 设(X,d)是紧致度量空间,f∈C°(X)为具有常数c>0的Anosov映射,则     

自然科学与社会科学的交叉点——熵

本文根据耗散结构理论,将熵的概念同时用于自然科学和社会科学,以达到节能和推动社会进步的目的。同时,文中明确提出了熵是自然科学与社会科学的交叉点。     

关于拓扑熵的一点注记

Adler,Konheim和McAndrew于1965年在文献[1]中首次引进了拓扑熵的概念。稍后Bowen在文献[2]中证明了一个相当重要的结果,他指出,紧致度量空间自映射的拓扑熵等于这一映射在它的非游荡集上的限制映射的拓扑熵。在文献[3]中也可找到另一个证明。关于这一结果的所有已知的证明均强烈地依赖于所考虑的映射的定义域的可度量性。本文推广Bowen的上述结果,证明了下述定理。     

STPV系统熵产及效率研究

根据热力学第二定律对太阳能热光伏系统进行建模分析, 研究并比较了系统各组成部件中的熵产大小, 同时讨论了各模块的转换效率. 分析了辐射器温度、聚光器会聚比、电池禁带宽度、电池温度及滤波器透射率等参数对熵产及效率的影响. 得出系统总熵产随着辐射器温度的升高呈现先减小后增大的趋势, 而随着聚光器会聚比的增加, 系统总熵产逐渐减小. 电池禁带宽度、化学势的增加使得系统各部件熵产减小, 电池温度的升高影响了其转换性能, 使得熵产增加的同时转化效率逐渐降低.     

关于最大Ch-熵谱估计

最大熵谱估计是众多谱估计方法中最重要的一种。目前的最大熵谱估计是基于Fourier变换进行的。本文研究基于Chrestenson变换的最大熵谱估计,得到了相应的熵率公式及谱估计正规方程,前者与Fourier意义下的相仿,后者则相差甚远。当采样点数合适时,谱估计极为简单。     

我国玉米种植区分布的气候适宜性

针对气候变化背景下我国玉米生产布局及其应对气候变化政策制定的需求,基于已有研究成果从全国层次和年尺度筛选出的影响玉米种植区分布的潜在气候因子,结合玉米种植地理分布信息,利用最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS空间分析技术,研究了我国玉米种植区分布的气候适宜性.结果表明,基于影响我国玉米种植区分布的气候因子构建的最大熵模型可以用于我国玉米种植区分布研究;影响我国玉米种植区分布的主导气候因子有:无霜期、年平均温度、≥0℃积温、≥10℃积温持续天数、≥10℃积温、年降水、最热月平均温度和湿润指数.利用所建模型给出的玉米作物在待预测地区的存在概率,提出了我国玉米种植区分布的气候适宜性等级划分;并基于玉米种植区的分布面积,给出了我国玉米潜在种植区分布的主导气候因子阈值.研究还表明,影响不同品种玉米种植分布的主导气候因子重要性及其气候阈值并不相同,在实际研究中需要针对不同的品种、熟性开展作物种植区分布的气候适宜性研究,以取得更为准确的种植分布区信息;但最大熵模型方法可以有效地用于玉米作物种植区分布的气候适宜性研究.研究结果可为我国玉米生产布局、气候区划及制定应对气候变化对策提供参考.