关于分子概率问题的讨论

与最概然速率相对应的动能是否为最概然功能？这是许多实学容易产生的困惑，本指出二之不同，并分析了它们不同的原因。     

最可几速率对应的动能是最可几动能吗?

在普物热学课中讨论到气体分子热运动速率和能量的统计分布律这部份内容时,学生中常常存在这样一个疑难问题:“最可几速率对应的动能是否等于最可几动能①?两者有什么区别和联系?”有时,学生虽然也能计算出其结果,但对结果的物理意义仍然是模糊不清的。 我们知道,由麦克斯韦速率分布函数通过令　,可求得最可几速率为:此最可几速率对应的动能值为: 又根据麦克斯韦速率分布律可推导出分子数按动能的分布函数为:通过令　,求得最可几动能为:上述计算结果表明,最可几速率对应的动能不等于最可几动能。 这里,出现了一个似是而非的问题;对于一个由…     

卡诺定理的正确认识

在普通物理热学教学中,对卡诺定理和可逆循环效率的认识十分重要,但对此经常容易产生误区。由教学中常见的具体问题出发,我们对卡诺定理的适用范围,可逆非卡诺循环的效率和热机效率的提高途径等问题进行讨论。强调:卡诺定理中的可逆热机是作卡诺循环的;可逆非卡诺循环效率一般与工质及循环曲线形状有关,但有类卡诺循环等特殊情形;提高热机效率的途径应为:使循环尽可能地接近卡诺循环和提高两热源的温度差。同时纠正了一些有关的模糊认识。本文对实际教学有一定的参考价值。     

从有限热源获得最大功率输出时的循环效率

本文讨论从有限热容量的热源吸热的循环在最大功率输出时的效率.首先考虑单一的卡诺循环(即由两个绝热和两个等温过程组成的循环),其高温热源的热容量有限,而功率输出达极大值的情况,其次考虑这情况下一系列的连续卡诺循环.分别导出了这两种情况下循环的效率。     

任意循环过程的效率和致冷系数

将任意循环过程的效率η和致冷系数ε，分别与工作在它所经历的最高与最低热源温度之间的可逆卡诺循环的效率ηｃ和致冷系数εｃ比较后可知：尽管对致冷机有与卡诺定理相应的结论，但由热机η得到的其他结论，对致冷机ε却不能相应地成立．虽然ηｃ是一切热机η的上限，但εｃ却是可逆致冷机ε的下限，且εｃ既非不可逆致冷机ε的上限，又非它的下限．     

基于热质理论的Hamilton原理

基于热质理论,类比经典力学,给出了热质运动遵循的Hamilton原理以及相应的导热Lagrange方程.由于考虑了热质动能,热质运动的Hamilton原理有望应用于非Fourier效应的讨论,在忽略热质动能时,回归到Fourier热学.应用Lagrange方程对含内热源一维瞬态导热问题进行了近似求解,计算结果与解析解符合较好.从分析力学的角度对传热理论以及热学与力学的统一做了新的阐释,指出了现有文献中采用分析力学方法讨论导热问题时存在的某些不足,为导热问题的近似求解提供了新的思路,同时也说明了热质和热质能     

强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质

基于赝势法和局域密度近似研究了强磁场中弱相互作用费米气体的热力学性质,得出化学势、总能和热容量的解析式,同时分析了磁场及相互作用对系统热力学性质的影响.研究表明,无论是高温情况还是低温情况下,磁场都能调节相互作用的影响.低温下,与无磁场的系统相比,磁场降低系统的化学势、总能和热容量;与无相互作用系统相比,排斥作用增加化学势而降低总能及热容量.高温下,磁场和排斥作用均可降低系统的总能而增加热容量,强磁场可以改变相互作用对总能及热容量的影响. 关键词： 强磁场 弱相互作用 费米气体 热力学性质     

基于准经典近似研究强磁场中高温费米气体的统计性质

基于准经典近似研究强磁场中高温费米气体的统计性质,给出系统的统计特征量的解析式,分析磁场和温度对统计性质的影响.结果显示,与低温情况比较,高温下的统计特征量不再振荡,与自由费米气体比较,磁场总是降低系统的总能,增加系统的化学势、热容量、熵、压强和稳定性;而且温度越高,磁场对总能及热容量的影响越弱,对化学势的影响越大.     

分子束频率分布函数的研究

从分子束的速率分布函数出发,推导了分子束的频率分布函数,求出平均频率、方均根频率和最概然频率,并与分子束的速率分布函数相应的特征物理量逐一比较,说明它们的物理意义,得出了用分子束的频率分布函数解决分子束问题更为简便的结论．     

熵的两种关系式等价性的直接推证

基于热力学的平稳态对应于统计物理的最概然态，运用统计物理学方法，给出了直接推证熵的两种关系等价性的一种方法，从而加强了热力学与统计物理的连贯性。     

关于理想气体卡诺循环的一点注记

在证明理想气体卡诺循环的效率时,一般教科书都利用理想气体的绝热过程方程 常数(或与其等价的方程),但是这一方程是在假定y为一与温度无关的常数下得到的近似方程,利用了上述近似方程容易使人怀疑证明的结果是否也有近似的性质.答案自然是否定的,本文提出一种改进了的证明,其中只利用热力学第一定律和理想气体的定义.从而避免了 中含有近似成份的不正确想法。 证明如下: 考虑理想气体的卡诺循环如图(1) (1)1→2.等温膨胀过程.由第一定律和理想气体的内能仅为温度的函数可知。在这个过程中系统内能不变,系统对外作的功等于系统从热源T1中吸…     

近似处理在统计物理课程中的重要性

探讨了热力学与统计物理课程中的一个难点问题:结果的近似处理.揭示了需要用到的斯特林公式、求和变积分、级数展开等近似的数学依据和物理用途.特别以双原子分子气体为例,分析了其定容热容量随温度变化的行为.     

热机循环极限效率的图像讨论法

证明了在相同的高温热源和相同的低温热源之间的所有可逆循环中,卡诺循环的效率最大;而采用T-S图和p—V图的方法对此进行讨论,则是一种简明直观的方法．     

二维颗粒气体在堆积过程中的能量耗散

通过高速摄像的方法观测了玻璃颗粒组成的准二维气态颗粒流的冷凝耗散过程,并和理想情况下的均匀耗散的颗粒流体理论作了比较,实验发现气态颗粒部分在耗散堆积过程中近似地满足高斯分布;从动能的结果来看,实际耗散过程和流体理论所预测的不同.实验发现冷凝分为两个阶段：当动能的贡献以气体颗粒为主时,发现颗粒以恒定的速度堆积,动能耗散主要由其中以气态分布的颗粒的沉积速率α,颗粒温度T和气态部分的平动速度ν_g决定;当气态颗粒数目趋向于0,能量耗散主要来自于密堆颗粒的表面层部分 关键词： 离散体系 耗散性     

理想斯特林热机循环原理及其效率的计算和实际工作效率的简单讨论

本文首先从热机效率的基本公式出发,阐述理想斯特林热机的工作原理,从中看到斯特林热机独特的工程设计对效率计算的影响,使其效率达到理想卡诺循环效率;其次给出实际斯特林热机工作时的热损耗的来源分析;最后结合有关论文的结论,给出工质为范德瓦耳斯气体时的效率与体积比的关联.     

硬球势中相对论费米气体的热力学性质

用量子统计与数值模拟相结合的方法,在广义外势中相对论费米系统的热力学量的基础上,研究硬球势中相对论费米气体的热力学性质.得到了考虑相对论效应时系统的内能和热容量的解析表达式,分析了相对论效应对内能和热容量的影响.研究表明:与非相对论比较,相对论费米气体的内能和热容量更高;相对论特征量越大,热容量的转折温度越低;随着温度的升高,特征量越大,内能就越大.     

玻尔氢原子模型中德布罗意波的最概然解释

本文用量子力学理论分析了德布罗意对玻尔氢原子模型量子化条件的解释,发现玻尔氢原子模型中各个能级的德布罗意波长实质上是量子态的径向函数R_(n(n-1))(r)对应的最概然德布罗意波长。     

非弹性碰撞的二次量子化理论及其在原子光谱中的应用

本文在M.Czaikowski等人及前文工作的基础上,力图在线度为激发态待测原子与基态干扰粒子的碰撞平均自由程的体积元内,用二次量子化理论计算非弹性碰撞引起的各态粒子数的变化。用解平衡时的速率变化方程计算光场中各态粒子数的变化。在一级近似情况下求得原子吸收和原子荧光中猝灭干扰引起的测定信号变化的表达式。在原子吸收三能级系统中,我们求得是常数,εk_2、εk_1、ε1_1为对应态的激发位能,nl_0、N为干扰粒子数和待测原子数,W_(k_2l_0,k_1l_1)为微扰作用耦合矩阵元,△A_(1,2)、I_(1,2)、g_(1,2)、τ_(1,2)为相应的吸光度变化、入射光强度、统计权与寿命。当ε_(k_2)-ε_(k_1)与ε_(l_1)接近时     

昂尼斯氮气在110K～600K的热力学量

采用氮分子气体系统的第二维里系数B和第三维里系数C的实验数据,用最小二乘法对这两个维里系数随温度的变化规律进行了数值模拟,并给出了拟合后的解析结果;以昂尼斯方程和上述规律为基础,采用热力学方法,在二级近似下,得到了昂尼斯氮气的态函数内能、焓以及可观测的定压摩尔热容量,并将在110K~600K范围内的定压摩尔热容量的计算结果与可查找的实验数据进行了比较,相应的百分误差表明,昂尼斯方程导致的结果与实验数据符合得很好.     

双源共蒸法制备非均匀膜的模型分析

探讨了双源共蒸法制备非均匀薄膜的堆积模型，并给出了非均匀膜的沉积速率与两种膜料沉积速率的关系.当两种膜料的沉积单分子大小近似相等或者小分子沉积速率远大于大分子时，可以近似认为混合介质膜的沉积速率等于两种膜料的沉积速率之和；当两种膜料的沉积单分子大小不满足近似相等且两种膜料的沉积速率可比较时，非均匀膜的沉积速率不能简单地用两种膜料的沉积速率之和来近似，它将随两种膜料沉积单分子的大小不同和沉积速率比不同按照不同的规律变化，并在文中给出了不同情况下的非均匀膜的沉积速率变化规律. 关键词： 非均匀膜 共蒸法 模型