复杂系统的热力学理论

现有的热力学理论在处理远离平衡的开放复杂系统方面遇到了前所未有的困难。本提出一个新的热力学原理：“一个远离平衡的开放复杂系统总是在寻找一种优化过程使得系统在给定的约束或代价下获得最大广义流J”的新热力学原理，在此基础上发展了开放系统的统计理论。分析了非平衡相变。阐述了复杂系统中由自然选择而导致的进化。最后从物理和数学上导出了耗散结构的形态即复杂系统的分形结构。试图为解决30年来分形机理的疑难和困惑提供借鉴。     

多重分形:热力学类比、相变和子波变换

扼要介绍了分形理论中逐渐兴起的多重分形在热力学类比、相变和子波变换等方面的研究情况。     

热力学特征函数

当热力学系统的基本方程给定后,要研究这一系统处于平衡态时的热力学性质,通常需要知道该系统的特征函数。对于简单可压缩系统,通过勒让德变换可以得到包括内能在内的4个特征函数U、F、H和G,由此可得四类相关方程。如函数的定义式、微分式、麦氏关系等。对含有n种广义功模式的系统、n元开放系统,通过勒让德变换可以得到2~(n+1)个特征函数,以这些函数为基础建立的方程就更为复杂,如能找到一个通用特征函数,就可以使热力学讨论大大简化。     

《无机化学热力学》

出版单位: 科学出版社出版时间: 2010年7月书号: 978-7-03-028194-4本书根据人们在长期实践中得到的热力学规律,用能量转化的观点定量地或半定量地阐明物质的性质、物理和化学反应的方向和限度;运用热力学的知识,寻求影响反应进行的因素,指导无机合成.全书共7章,分别介绍无     

植物呼吸代谢的热力学意义

阐述了植物呼吸代谢的新概念及进行呼吸代谢整合研究的热力学方法，讨论了呼吸代谢过程中的宏观不可逆性、定态浓度提高及振荡等现象的热力学意义，指出了Ｇｉｂｂｓ公式和热力学循环等热力学理论在呼吸代谢研究中可能的作用。     

关于CA效率与有限时间热力学的发展

著名的ＣＡ效率ηｃＡ是Ｎｏｖｉｋｏｖ于１９５７年是先导出的，而Ｃｕｒｚｏｎ和Ａｈｌｂｏｒｎ于１９７５年者导出．但自Ｃｕｒｚｏｎ和Ａｈｌｏｒｎ工作之后，有限时间热力学得到了持续稳步的发展．本文对此作了分析和评论．     

谈对热力学第二定律的理解

从能量传递和转换及品质变化的角度上来分析过程进行的方向、条件和限度,以加深对热力学第二定律的理解。     

碳酸酐酶构象变化的热力学研究

采用示差描量热研究了溶液ＰＨ值的变化对牛红细胞碳酸酐酶结构稳定性的影响。通过热力学分析得到了该酶的构象变化随ＰＨ变化的规律,并进行了初步讨论。     

经典热力学晴朗天空的一朵乌云

本文简要叙述了徐业林的真空器件的反常电流实验的结果，指出该实验的结果与热力学第二定律相矛盾，认为该实验具有重大的物理学意义和哲学意义。     

碘代苯甲酸异构体的热力学研究

磺代苯甲酸是广泛用于有机分析和有机合成的基本化学试剂.近些年来在药理学和治疗学方面亦获得某些重要应用,定量研究有关这类化合物化学反应的能量关系,需要它们准确的热力学性质数据,如熔化焓,升华焓等作依据.这些重要的基础数据,对各种涉及以气态作标准参考状态的热力学研究,均是不可缺少的基本参量.     

钒的稳定相和亚稳相低温热力学研究

利用文献中的实验数据, 钒的稳定相热力学被多项式模型和德拜模型评估. 通过带限制条件的非线性最小二乘算法确定多项式模型和德拜模型中的参数. 在温度区间[0, 298.15 K]内, 热容C_p(T)和吉布斯自由能G(T )-H(298.15 K)的表达式被给出. 而钒的亚稳相热力学只能由德拜模型外推, 给出其对应的热容C_p(T )表达式.     

摩擦磨损过程的非平衡态热力学研究

摩擦学是一个高度交叉的综合性的边缘学科.影响摩擦磨损过程的因素不仅众多,而且存在复杂的非线性相互作用.与其他技术基础学科相比,摩擦学理论对工程的指导作用远远处于落后的地位,因而必须转换角度,从综合和系统的观点加强定量模型的研究.非平衡态热力学研究的发展为这一研究提供了理论基础.本文提出以熵平衡关系和超熵产生不等式为基础,以熵为表征参数的学术观点.在此基础上对摩擦磨损过程进行了系统的分析.并按照熵平衡关系将摩擦磨损过程分解为热传导、扩散、粘滞性流动和摩擦化学反应四个子过程,回顾和总结了相应的研究状况,指出了进一步研究的方向.     

热力学-原子参数-人工神经网络相图计算方法

尽管用热力学方法计算机预报相图已取得很大成就,但热力学数据的缺乏,对未知相图的预报仍然是一大障碍。Miedema提出使用原子参数估算合金体系的热力学性质。陈念贻等为了预报未知相图,利用人工神经网络和原子参数预报了合金体系的某些热力学性质,如熔点、熔化类型等。在此,我们提出了热力学-原子参数-人工神经网络相结合的相图计算方法。首先从二元系相图计算出溶液的相互作用参数,然后利用人工神经网络和原子参数预报相互作用参数,最后再利用预报的相互作用参数计算出相图。为此,我们采用此法研究了过渡金属低共熔点和液-液分层二元系的相图。     

热源间热机工作参数选择的有限时间热力学准则

经典热力学给出工作在两个恒温热源之间的热机最大效率为 η=1-Q_2/Q_1=1-T_2/T_1,(1) 其中Q_1、Q_2分别为热机工质每循环可逆地从高温热源吸取的热量和向低温热源放出的热量,T_1、T_2分别为高、低温热源的温度。(1)式给我们的启示是尽可能减小工质同热源间的传热温差,需无限缓慢地工作,其结果是以时间为基础的功率趋向于零。然而,实际热机总要有一定     

在蛋白质分子中激发的孤立子的热力学特性

在生命体中关于ATP水解作用所释放的能量的传递问题一直是人们十分关注、但又未解决的重大问题.70年代Davydov提出了一个孤立子模型,认为所释放的这个能量引起了蛋白质分子的局域性涨落和结构畸变,导致氨基酸残基中的内部激发(激子)和分子链的振动的相互作用而“自陷”成一个孤立子,保持自己的能量、动量和其它准粒子特性不变地沿蛋白质分子运动过一段宏观距离.至此以后,许多人广泛深入地研究了这个问题.但近几年研究发现,     

开放系统热力学及其在土壤系统中的表现

一、开放系统与封闭系统的热力学等价原理 在热力学中表述开放系统能量守恒的数学形式可以写成     

一种新的热力学函数——元素势

由化学热力学知,对一个温度T、压力P时由S个组分组成的理想混合物(理想气体或理想溶液)系统,常用吉布斯函数最小法和平衡常数法进行平衡分析.吉布斯函数最小法的原理是:当其吉布斯函数值达到最小值时,系统就达到平衡状态 根据热力学原理,系统的吉布斯函数为G=sum from j=1 to s(G_jN_j) (1)式中N_j为第j种组分的摩尔数,G_j为j组分的分摩尔吉布斯函数,S为系统的组分数(处于不同相中的同一种分子被看作为不同的组分).组分j的分摩尔吉布斯函数为G_j=G_j~0(T,P) RTlnX_j (2)式中G_j~0(T,P)为温度T、压力P时纯物质j的分摩尔吉布斯函数,X_j为j组分在所属相中的摩尔分数,R为通用气体常数.系统平衡时必须同时满足元素的原子摩尔数守恒约束条件:sum from j=1 to s(n_(i,j)N_j)=A_(i,j)=1,2,…,L,(3)式中n_(i,j)为j组分中第i种元素的原子数,A_i为i种元素的原子在系统中的总摩尔数,L为系统中元素的种类数.进行给定条件下系统平衡分析,意味着求解满足约束条件(3)下使系统吉布斯函数达到最小值时各组分的摩尔分数     

对与热力学及统计物理相关的若干重要问题的讨论

笔者曾在文献［９］［１０］中围绕“约束”这一中心论点．对热力学第二定律的本质及其相关问题进行了详尽的讨论。在此基础上，本文将进一步论述若干十分重要的争议性问题。篇幅所限，文献［９］［１０］中已经涉及的内容此处不再赘述，尽管它们对理解本文所提诸论点是十分重要的。     

含宇宙弦或整体单极子的Schwarzschild黑洞热力学性质

当具有渐近平直边界条件时,黑洞热力学遵循Bardeen等提出的四条基本定律。而对于不具有渐近平直边界条件的Schwarzschild型黑洞,这四条定律是否仍然成立值得研究。因为近来人们发现一些规范理论可导致诸如整体单极子、宇宙弦等一类拓扑缺陷。这些拓扑缺陷代表了在早期宇宙中可能出现的物质。它们的出现可能会在宇宙中引起一些重要的、     

用热力学方法研究磷酸盐激光玻璃除铂问题

提出了从标准电极电位及氯化物出发预测计算化合物生成自由能和生成热的方法,由最小二乘法拟合出了热力学计算所需的线性方程,给出了铂及特定元素磷酸直轮合物的热力学参数,结合实验从反应热力学角度讨论了磷酸盐激光玻璃除铂机理。