《热力学》中偏导数之间的变换方法

热力学是热现象的宏观理论，它是从几个基本实验定律出发，应用数学工具，通过逻辑演绎得出有关物质各种宏观性质之间的关系。实质上就是要导出实验可测的物理量(如物态方程，热容量等)和不可测的物理量(如内能，熵等)的热力学函数之间的关系。所以，在热力学理论中，偏导数之间的变换，是解决问题的关键，同时，也是学生在学习这门课程中的难点。本人结合多年来的教学体会，总结出了偏导数之间变换的五种方法。     

分级键联集团的系综模型

尽管集团是一个在组成和结构上既不确定又不稳定的复杂对象。但是在一定的宏观外控条件下,就大量集团样本统计而言,集团系综的似平衡统计热力学理论是可以建立的。本文提出的分级键联集团的系综模型,正是针对这类复杂对象进行的似平衡统计热力学之理论探索。     

关于内能概念的教学研究

“内能”是热学的基本物理量之一,也是一个基本的热力学函数。在普通物理热学中应将“内能”作为一个教学重点,不仅在热力学第一定律部分要讲清楚内能概念的引入,定义(宏观和微观两个方面),它与热量、热能的关系,还要善于把“内能”贯穿到热学和分子物理学的教学中去。这是因为,热力学是从能量观点出发来研究宏观物体热性质的,热力学第一和第二定律所揭示的都是能量传递和转化所必须遵从的规律。但是,热力学所研究的宏观物体热性质,还必须用分子物理学的观点和方法加以分析,才能了解其本质。以下从五个方面:内能宏观定义的教学;内能微观定义的教学;热力学第二定律中有关内能的教学;固体的内能;相变时转变热的分析谈谈我们在有关内能概念教学中的点滴体会。内能概念分为宏观和微观两个方面,这种区分正体现了热学理论中按照研究观点和方法的不同分为宏观理论和微观理论两个部分一样。     

流体热力学的格子Boltzmann方法的理论分析

对Ｆ Ｊ Ａｌｅｘａｎｄｅｒ等人提出的流体热力学的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法，进行了研究，对模型相对应的宏观流体热力学方程组给出了理论分析的正确结果和清晰的推导过程。     

理想气体宏观热力学性质的狭义相对论效应

以系统理论为基础，讨论了狭义相对论情形下理想气体宏观热力学性质的特征及其协变性。     

《热力学与统计物理》教材体系的探讨

导言热力学和统计物理学都是关于物体内部热运动的理论,它们的任务都是揭示热运动的规律及其对物体各方面性质的影响的。热力学是宏观唯象理论,建立在经验与实验的基础上,具有简明可靠的特点,有很大的普适性;统计物理学是微观的几率理论,能更深刻地揭示热现象的本质、两者既有统一的一面,又有明显的区别。传统的理论体系是把它们各自独立的自成系统,教材也是分开的。近年来,国外有部分教材采取了统一的形式,试图把热力学宏观理论与统计理论有机地结合起来。     

关于物理化学中统计热力学教学的几点看法

本文根据高等师范试用教材《物理化学》中统计热力学一章所安排的内容,针对化学专业学生的实际情况,对教学中突出统计热力学的一些基本概念及麦克斯威——玻尔兹曼统计这个重点;抓住联系系统宏观性质与微观结构性质的桥梁——配分函数这个关键,谈了一些看法。此外,对统计热力学这章内容的深广度,在文中亦作了简单评介。众所周知,热力学是研究各种能量形式之间相互转化的规律的科学。它是建立在由实践与观察中归纳出的热力学三条基本定律基础上的,是一种唯象的宏观理论,即就宏观现象论宏观现象。     

弦/M-理论中黑膜热力学及相变

宏观引力系统,比如黑洞,与非引力系统在热力学方面很不一样,其态函数熵与温度本质上是量子的,没有经典对应,因此对应的热力学在一定意义上来说本质上也是量子的,这为探讨量子引力提供了一个重要窗口.本文综述讨论作者及其合作者近期一系列有关黑洞的高维推广黑膜（超弦/M-理论中的基本动力学客体）的热力学相、相变及相关的临界现象的工作,希望为建立M-理论的完整理论框架提供重要的非微扰信息.     

热力学非线性区最小熵产生原理和热力学稳定性

经典的非平衡态热力学只能在热力学线性区证明最小熵产生原理,无法在非线性区证明该定理.将热力学熵平衡方程同动力学方程组结合,使最小熵产生原理能够在热力学非线性区得以证明,使之成为非平衡态热力学线性区和非线性区都成立的普遍原理.经典的非平衡态热力学超熵未包括宏观动力过程.必须引入广义动能修正超熵才能作为系统的Lyapounov稳定性函数.但是考虑了动力过程的理想流体负超熵可以直接作为系统的Lyapounov稳定性函数,而且证明导致系统不稳定的原因是流体宏观参数扰动同宏观过程相互作用的结果.对于环境流体这个Lyapounov稳定性判据是目前得到的普遍的稳定性判据.     

非平衡热力学、耗散结构和辩证法

本文系统化了非平衡热力学和耗散结构的若干辩证法问题，同时，提出了平衡热力学、线性热力学和非线性热力学的适用条件及关系．这些关系写成一表以便互相比较．文章认为非线性热力学是普遍的理论，它能应用到远离平衡态，然而，这远离平衡仍是有限的．远离平衡是相对于近平衡的概念，其精确定义是不满足ＪＫ＝∑ｉＬＫｉＸｉ的非平衡态．     

Bose—Einstein凝聚相干输出的量子多体理论：Ⅰ.因子化与原子相干

基于热力学极限下的Ｂｏｇｏｌｉｕｂｏｖ近似，提出了描述磁阱陷中Ｂｏｓｅ型原子输出到自由传播了模式的线性量子多体理论。证明如果阱陷中的原子开始处于Ｂｏｓｅ－Ｅｉｎｓｔｅｉｎ凝聚状态，由于演化波函数的因子化结构，输出的原子将处于一个由多体相干态描述的宏观量子态上，即输出的原子束是相干的。该理论给出了计算输出原子谱分布及至空间分布的一般公式。     

扩展的似化学理论及其在KCl—YCl3体系中的应用

评述了适用于有序体系热力学优化分析的扩展的似化学理论及优化方法，编制了相图和热力学的性质的优化和计算程序，并用所编程序对KCl-YCl3体系的相图和热力学性质进行顾优化分析和讨论，。     

道耳顿分压定律在重力场中的统计证明

在热力学中,理想混合气体所组成的宏观热力学系统遵从道耳顿分压定律;若混合气体不是理想气体,由于气体分子要受到重力场作用,当热力学系统达到平衡态时,分子数密度并不均匀,宏观热力学系统不是严格遵从道耳顿分压定律的.如果把整个热力学系统按重力场方向分割成一系列的微观型的热力学系统,这样的微观型系统却是遵从道耳顿分压定律的.运用气体分子动理论和玻耳兹曼速度分布律,对重力场中的微观型热力学系统所遵从的道耳顿分压定律进行了统计证明.     

近独立粒子系轻度偏离平衡态概率分布问题研究

近独立粒子组成的孤立系统处于统计平衡态时,系统可能处于热力学平衡态,也可能偏离热力学平衡态,出现非热力学平衡态.不同的宏观状态(或分布)所包含的微观状态对宏观物理量的贡献是不同的.对系统不同分布的热力学概率进行了研究,获得了系统轻度偏离平衡态的概率分布规律,从而揭示出系统处于统计平衡态时宏观性质不随时间变化的物理本质.     

形状记忆聚合物的宏观力学本构模型

建立有效描述形状记忆聚合物（Shape Memory Polymer,SMP）的热力学行为、且便于工程应用的宏观力学本构模型具有理论和工程意义.在前期研究的基础上,应用固体力学和热黏弹性理论建立了描述复杂应力状态下SMP在实现形状记忆效应热力学过程中,即在高温变形过程、应力冻结过程、低温卸载过程和形状恢复过程中热力学行为的宏观力学三维本构方程.利用DMA实验结果,建立了描述SMP在玻璃体转化过程中,材料参数和温度间关系的材料参数方程.应用所建立的力学本构方程和材料参数方程,数值模拟了SMP的高温变形过程、应力冻结过程、低温卸载过程和形状恢复过程,并分析了加载率和温度变化率对SMP热力学行为的影响.数值模拟结果和与现存SMP力学本构方程和材料参数方程的对比表明,本文建立的由力学本构方程和材料参数方程构成的SMP宏观力学三维本构模型,能有效地描述SMP的热力学行为,可为SMP的工程应用提供理论基础.     

用热力学函数关系式证题的方法

物理化学的宏观部分是以热力学三个定律为基础建立 ，其中有八个状态函数，U，H，S，A，G，T，P，V通常称它们为热力学八大状态函数，这八个状态函数这间相互结合，构成了热力学数间的各种关系式，本对这些热力学函数间所建立的各种关系式和相互转换的法则进行了规律性的总结，提出了解热力学函数间关系式证明题的一般思路，方法和步骤。     

地理系统热力学基础与系统稳定性

根据地理系统的基本特性，运用非平衡态热力学原理给出了地理系统宏观不可逆过程的热力学模型，并就此对地理系统稳定性与动态性的物流与能流热力学基础进行讨论，以期建立地理热力学模型．     

功与热量的统计诠释

从热力学的观点看，功W与热量Q都是过程量，其大小与过程性质密切相关。系统从同一初态出发，经过不同的热力学过程达到同一终态时，外界对系统作的功W与系统从外界吸收的热量Q一般是不相同的。此外，功W与热量Q都与系统的能量变化过程有关。实际上，功W与热量Q都是系统与外界之间进行能量变换的一种方式，是系统能量变化的量度。从统计物理学的观点看，描述系统各种热力学性质的宏观物理量，都是相应的微观物理量的统计平均，那么作为宏观物理量的功W与热量Q究竟与哪些微观过程相联系呢？下面我们将深入地讨论这一问题。一、与功W及热…     

涨落在理想气体系统中的应用

理想气体系统是热力学研究的一种典型模型,通过研究理想气体系统,可以得到真实气体的一些主要性质.用统计物理学观点和热力学基本关系式,研究理想气体系统中宏观物理量的涨落及涨落关联函数,进而说明热力学系统宏观量的涨落与热力学系统的状态方程有关.     

论熵争论中否定熵的倾向─—与王兆强先生商榷

在熵的讨论中，学术界有一种从根本上否定“熵”和“熵理论”的倾向。本文从热力学熵的引入、含意和熵增原理在有关的不可逆过程中的应用，说明熵是一个真实而合理的物理量，熵增原理是反映热力学第二定律本质的定量表述；并提出了熵的泛化不能违背熵概念和熵增原理的基本界定的观点。