能量转换量子系统的热力学特性及其研究进展

量子物理是理解微观粒子运动规律的现代物理学理论.它与信息、生命以及化学等学科相互联系日益紧密,引发了许多新技术革命,深刻影响着人类的生活,已成为社会经济发展的原动力之一.当前,量子物理和能源科学结合,正在产生新的学科生长点.本文主要概述多种类型能量转换量子系统的发展;结合国内外的研究现状,系统地阐明如何应用热力学理论研究量子体系的能量操控以及微观器件的优化设计;总结量子热力学循环、能量选择量子电子器件、量子点热管理器件等在理论和实验方面研究的代表性成果和进展;展望量子物理与能源科学交叉领域发展的新方向.     

有限速率过程对热机输出功率和效率的影响

讨论了在给定的两个热源温度和压缩比的情况下,有惯性效应和热阻而使过程速率有限的热机的最优性能。导出这类热机以理想气体或范德瓦耳斯气体为工质时的最佳效率与输出功率间的关系。并推出一些与压缩比有关的新结论。     

半导体温差发电器的输出功率

应用非平衡态热力学理论，并从热传导方程出发，分析傅里叶热流、焦耳热和汤姆孙热等因素对半导体温差发电器性能的影响，导出发电器的输出功率一般表示式，探讨最大输出功率及其有关的优化条件．得到一些有意义的新结论．     

余函数的特性函数—内压能和余体焓

本文指出余体焓也象内压能一样,是一个很有用的余函数的特征函数,导出用余体焓和内压能所表示的全部余函数△X(T,P)和△X(T,v)的微分方程,以及余体焓与内压能之间的关系,这为利用P=P(T, v)或v=v(T,P)型状态方程计算实际气体由T,v或T,P表示的各项热力学性质提供了简捷途径。     

二热源制冷机的（εR）max

指出二热源制冷机的制冷系数ε与制冷率R 的乘积εR存在最大界限(εR)_(max)。它是制冷机的一个重要性能参数。讨论了三种不同情况下(εR)_(max)的主要特征,所得结果将有助于对实际制冷机各种性能界限的进一步了解,并可对制冷机最佳工作状态的选择提供一些新的理论依据。     

关于两有限热源间热机工作参数选择的有限时间热力学准则

该文导出两有限热源间热机的基本优化关系——最大输出功率与效率间的关系以及热机工作参数选择的有限时间热力学准则,并指出有关文献中的一些错误结论.     

热阻和热漏对耦合制冷循环性能的影响

建立多级不可逆耦合制冷系统的一般循环模型,探讨热阻和热漏等不可逆因素对其循环性能的影响．以制冷系数为目标函数,对制冷循环系统的性能进行优化分析．导出制冷系数与比制冷率间的基本优化关系,确定最大制冷系数及其对应的比制冷率,并对其它优化性能作了分析讨论．所得结果具有普遍意义,可揭示制冷循环系统的一般性能特性     

有限时间热力学理论的特征及发展中几个重要标志

有限时间热力学是经典热力学的延伸和推广,是现代热力学理论的一个新分支。主要研究非平衡系统的有限时间中能流和熵流的规律。它既不同于20世纪30年代建立起来的不可逆热力学,又不同于工程热力学,有它自己鲜明的理论特征。现已广泛地应用于物理、化学和工程热物理等许多学科领域,建立了一系列相应的新理论。在有限时间热力学的发展过程中,内可逆卡诺循环模型、最大功率输出时的效率、基本优化关系、内可逆循环统一理论、不可逆循环理论等方面的研究起到了极其重要的作用。文中还结合相关的问题简述我们组在有限时间热力学研究中所做的部分工作和特色。     

铁磁质斯特林制冷循环的主要特性

给出铁磁质的热力学性质,并由此讨论了磁斯特林制冷循环的性能,得到一些普遍的结论。     

通用的热力学特征函数

从任意系统的热力学基本方程出发,引进一个比一些文献所引用的更为优越的通用热力学特征函数,可使热力学讨论进一步简化。