基于电导法结合热力学理论研究球状纳米硫化镉热力学性质的尺寸效应和温度效应

表面结构对纳米粒子的物理和化学性质是至关重要的,为了设计出具有理想表面性能的纳米材料,需要精确的表面热力学参数来确定纳米粒子的构效关系.通过微乳法合成5种粒度在32～119 nm球状硫化镉(CdS),利用溶解热力学原理及热力学基本理论,通过实验获取了不同尺寸纳米CdS的溶解热力学函数,建立不同尺寸纳米球摩尔表面热力学和...     

硼铁矿碳热还原过程中MgO的挥发

在热力学分析的基础上,研究了碳热还原硼铁矿过程中MgO的还原挥发过程.结果表明,试样的总失重率随着温度的升高而增大,1 400~1 450℃时很快达到最大值,最大失重率为61.8%.MgO以镁蒸气的形式挥发而造成失重,试样中MgO最大失重率达到98.0%.挥发过程中又被重新氧化,一部分在炉管底部形成羽毛状的白色晶体,另一部分和硼、硅的挥发物一起在炉管口形成白色粉末,附着在炉管壁上.证明了碳热还原硼铁矿过程中MgO有挥发现象.     

玉米秸秆生物质炭对废水中苯酚的吸附性能

以农业废弃物玉米秸秆为原料制备生物质炭,研究其对废水中苯酚的吸附性能.结果 表明:玉米秸秆生物质炭吸附苯酚的平衡时间为180 min,随着溶液pH的升高吸附量降低,吸附剂最佳投加量为10 g/L;在最佳吸附条件下,苯酚的吸附去除率达到98.85％,吸附量高达44.25 mg/g;温度对苯酚吸附的影响不明显;玉米秸秆生物...     

热力学与动力学相关性,科学与人文的统一

金属热加工通过相变决定材料最终组织和性能。随着非平衡技术的快速发展,热加工工艺趋于极端化和多样化,控制相变的热力学与动力学机制从简单近平衡条件下的相对独立转变为复杂远平衡条件下的高度关联。基于热-动力学独立处理的传统理论已无法应对上述相变涉及的机理描述、组织预测和过程控制。随着催化剂研究体系的扩展,传统的基于独立的反应动力学或吸附热力学的设计已无法满足催化剂的高性能需求与高效筛选。本文从人文领域中的激情与困难的逻辑关系中,引申出科学领域中的热力学驱动力与动力学能垒的相关性,针对非平衡凝固过程、晶界迁移及晶粒长大热稳定性、纯Fe沿Bain路径的马氏体切变,整理出热力学驱动力与动力学能垒的定量关联,建立了组织预测模型,提出了热-动力学协同作用的新理念,并据此设计出高性能DD3高温合金、Fe基纳米晶材料、A356铝合金和应变态电催化材料。     

Eu(Ⅲ)在天然植物纤维上的吸附行为

采用分光光度法和批处理法研究了Eu(Ⅲ)在天然竹纤维和木纤维上的吸附行为,考察了固体投加量、pH、离子强度、腐殖酸、接触时间、温度等因素对吸附的影响,讨论了Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附动力学和热力学。结果表明,pH对吸附的影响明显;背景离子会抑制Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附;在低pH值下,腐殖酸对吸附有强化作用,在高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用。Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维上的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,最大吸附量分别为17.78和18.54 mg·g~(-1)。热力学函数计算结果表明,Eu(Ⅲ)在竹纤维和木纤维的吸附为自发且吸热的过程。     

光谱法研究一种含咪唑啉酮类衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

应用荧光光谱及紫外可见光谱的方法研究了2-氨基-5-苯亚甲基-4H-咪唑啉-4-酮衍生物(BPH5)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.实验发现BPH5能强烈猝灭牛血清白蛋白的荧光强度,其荧光猝灭机理为动态猝灭.在此基础上计算了二者相互作用的结合常数、结合位点数及△H,△G,△S等热力学参数等.结果表明BPH5与BSA以1∶1结合,其反应主要是熵驱动的,相互作用力主要为疏水作用力.根据F(o)rster无辐射能量转移理论计算了给体(BSA)与受体(BPH5)之间的结合距离.     

基于矩形单元体的以耗散最小为目标的体点导热构形优化

以基于火积定义的反映平均传热效果的当量热阻最小为优化目标,对均匀内热源单点冷却的体点构形问题进行再分析和优化,得到结构体内平均散热效果最好的结构外形.对于单元体与第一级构造体,当高传导材料中热流密度符合线性分布时,基于火积耗散最小的优化构形与基于最大温差最小的优化构形一致,平均传热温差为最大传热温差的2/3;对于第二级及以上的构造体,由于高传导材料中热流密度不可能符合线性分布,基于火积耗散最小的优化构形与基于最大温差最小的优化构形是不同的.在给定相同参数条件下,分析比较了基于火积耗散最小的构形和基于最大温差最小的构形,发现基于火积耗散最小的构形相对基于最大温差最小的构形可以更好降低平均传热温差,但是随构造体级数增加,平均传热温差并不总是减少,而是具有波动变化.由于火积更能反映对传热能力的要求,因此可基于此对各种导热构形问题进行再优化.     

美与物理学

19世纪物理学的3项最高成就是热力学、电磁学与统计力学。其中统计力学奠基于麦克斯韦(1831～1879)、波耳兹曼(1831～1879)与吉布斯(1839～1903)的工作。波耳兹曼曾经说过:“一位音乐家在听到几个音节后,即能辨认出莫扎特、贝多芬或舒伯特的音乐。同样,一位数学家或物理学家也能在读了数页文字之后辨认出柯西、高斯、雅可比、亥姆霍兹或基尔霍夫的工作。”     

“非线性妖魔”拥抱“拉普拉斯妖怪”

宇宙创始取决于秩序与混沌之间的一种相互作用,这一观念始见于文明古国的创世说。古埃及人认为,早期的宇宙是无形的深渊。在印度神话里,造物主湿婆神住在令人恐怖的十字路口。中国的《老子》写道:"天下万物生于有,有生于无"。"道生一,一生二,二生三,三生万物。万物抱阴而负阳。"在巴比伦创世故事里,一个叫"大隐"     

考虑偏平面屈服特性的三维耗散应力空间

天然沉积土大多处于复杂三维应力状态．建立岩土材料三维本构模型的方法（三维化方法）应满足热力学定律这一基本物理规律．本文通过引入与塑性剪应变相应的迁移应力,使基于耗散能增量函数建立的岩土材料本构模型能合理地描述偏平面的三维屈服特性．同时,给出了耗散应力空间应力张量与真实应力张量之间的关系表达式,使本构模型能在三维耗散应力空间中采用相关联的流动法则计算不同应力方向的塑性应变．其次,在热力学框架下对比分析了常见三维化方法的热力学本质,如直接引入强度准则的方法、g（θ）方法和变换应力方法等．说明了三维耗散应力空间与变换应力空间的等价性,验证了变换应力方法在热力学框架下的合理性,同时指出直接引入强度准则的方法和g（θ）方法的不合理之处．最后,通过模型预测值与试验值的比较,验证了建立的三维耗散应力空间及其等价的变换应力空间的适用性．