温度小议

温度是热力学中非常重要的物理概念，温度概念是建立在平衡态的基础上的，在热力学中又称为热平衡态，在气体体系中也称为热动平衡态．处在互为热平衡态的体系都有相同的温度。     

相变前的热力学平衡态对铁电液晶排列的影响

本实验选用ZLI-3654型铁电液晶(FLC)以及SE-3140型取向剂制备FLC器件样品,通过改变FLC相变过程中的降温速率以及相变前的热力学平衡态来研究FLC相变前的热力学平衡态对FLC排列的影响,共进行了十组实验.实验后,将FLC器件静态对比度进行比较,得出手性向列相到近晶A相(N^*-SmA)相变前的热力学平衡态对FLC实现均匀排列起着极其重要的作用的结论.实验结果表明:器件的静态对比度可高达620 ∶1, N^*-SmA相变前的热力学平衡态有利于形成高对比 关键词： 铁电液晶 降温速率 热力学平衡态 高对比度     

关于热力学基本议程适用条件的教法建议

本文采用在不可逆过程中直接建立热力学基本方法，说明该议程对不可逆过程边疆的两个邻近平衡态也是适用的，从而为解决《热力学》教学中的这一难点，给出了一个比较有效的方法，该方法从学生实际出发，结合具体过程进行讨论，思路清楚，要领明确，易于被学生接受。     

热力学平衡态的涨落判据

任何热力学量的涨落在平衡态下都不能太大.特别地,要求熵和能量的涨落不大,就可以给出低温下热力学平衡态的普遍适用的判据.一些算例表明,低温下即使1023个粒子也不一定能达到热力学平衡态.     

分析热力学的应用：平衡态热力学中温度的相对论变换

用分析热力学的观点和方法研究了温度的相对论变换公式，得到了与Planck，Einstein和de Broglie完全相同的结果：T=1-β²T₀；分析热力学的特色和 优点是，在推演过程 中根本不需要δQ=1-βδQ₀这一可能引起争议的和p=p₀这 一显而易见的相对论变换公式，它们是作为附带结果出现的. 关键词： 分析热力学 相对论热力学 平衡态热力学 热力学基本Poisson括号     

关于“平衡判据”的讨论

文章强调，当判断两个平衡态之间的过渡是否可逆时，用到的是平衡态的态函数；当考虑非平衡态向平衡态过渡及谈到平衡判据时，用到的是推广了的“广义”态函数．文章描述了由平衡态态函数推广到“广义”态函数，从而得到平衡判据的过程，解释了为什么一般文献中着重提熵判据、自由能判据及吉布斯函数判据，很少或不提焓判据及能量判据．     

数值模拟辐射场对激光等离子体中物理过程的影响

利用研究非局域热力学平衡态下等离子体的程序包NIMP,就辐射场对等离子体中的激发和离化过程的影响进行了数值模拟研究,这对于未来研究辐射输运对天体物理过程影响的相关实验的设计具有一定的理论价值 关键词： 激光等离子体 离化态 局域热力学平衡     

玻璃基底上平衡态液滴接触角特性

为了了解玻璃基底上平衡态液滴接触角特性,采用实验和理论相结合的方法分析了玻璃基底表面水滴平衡时应满足的热力学条件,得到了液滴汽-液界面形状以及平衡态接触角大小。分析发现,玻璃基底上平衡态液滴接触角是与三相接触线压力相关的热力学参数,当三相接触线曲率一定时,平衡态液滴接触角随三相接触线处压比的增加而增大.同时,考虑到固-液界面吸附特性,根据平衡态时系统亥姆霍兹自由能最小这一热力学判据可以预测出液滴平衡接触角大小,结果和实验值吻合。     

涨落的准热力学理论的一些问题再探讨

深入地再探讨准热力学理论的一些基本问题，得出结论：适当定义的涨落态熵同平衡态熵精确地遵从一样的热力学关系；准热力学理论的涨落概率公式只能取系统理论公式的高斯近似；应十分注意准热力学理论既是系统理论的近似，又是它的推广的关系。     

“麦克斯韦妖”的新进展

在140年以前，J．C．麦克斯韦曾提出过一个有名的假想实验，称为“麦克斯韦妖”，当时他的设想是在两个隔离的、绝热的容器内充满了空气，在两容器（记为甲、乙）的中间设置一个活门，有一个“妖”看管，它只让甲室的快分子进人乙室，而让乙室的慢分子进人甲室，这样在“妖”的管理下，两室的温差会逐渐加大，从而使整个系统远离热力学平衡态．由于这个“妖”不消耗能量，所以这个设想是违反热力学第二定律的。     

巨正则系综的最可几统计法

直接计算系统的微观状态数，并根据系统处于平衡态时微观状态数最大，导出巨正则分布公式及其有关的热力学函数。     

热声发动机系统稳定性分析

热声发动机系统的自激振荡起振过程是在远离平衡态条件下发生的自组织过程,是决定热声发动机能够正常运行的关键过程。本文根据非平衡态热力学,针对起振过程开展热声系统热力学稳定性研究。将Glansdorff-Prigogine稳定性判据引入到热声系统稳定性分析中,借助CFD软件,分析了两种定态的稳定性,两种定态分别对应了温度梯度小于和大于临界温度梯度的情况。验证了非平衡态热力学稳定性分析在热声发动机自激振荡起振现象研究中的可行性。     

《热力学与统计物理简明教程》——值得推荐的好教材

高等教育出版社2011年出版了《热力学与统计物理简明教程》一书,是《大学物理》副主编、北京师范大学物理系包景东教授历经十多年的教学科研编写而成的.在教学过程中,作者博览了国内外热物理学、统计热力学、平衡态统计物理、量子统计物理学、计算物理等教科书及科研论文,根据教育部物理学     

颗粒物质(下)

根据热力学基本原理，一个封闭体系总会趋于自由能最小的状态．例如，不同原子或分子组成的混合气体封闭系统，不管初始状态如何，或受到外界怎样的干扰，最终都会通过扩散等热运动，使系统的熵达到最大，形成均匀分布的平衡态．而对于颗粒物质，正如前面所述，相当于处在kT=0的状态，除非受到外力作用，系统的结构形态永远保持不变．     

对热力学第二定律的解析

热力学第二定律是热力学的基本定律之一，它是关于在有限空间和有限时间内，一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的总结．同学们对热力学第二定律的理解有些困难，现从以下几个方面举例分析．     

与介质有热的和机械的相互作用系统中的H定理

对于孤立系,从玻耳兹曼的积分微分方程出发,已经证明了H定理[1,2].H定理指出,处于非平衡态的气体随时间流逝,必将趋于平衡态.这与热力学第二定律即孤立系的熵不会减少,本质上是一致的.但H函数较之热力学熵更具普遍性,因熵只定义于平衡态.进一步的研究表明,玻氏方程并不是“纯”力学处理的结果.事实上,在导出此方程时引进了与力学规律的时间可逆性相矛盾的分子混沌性假设,正是这个假设使玻氏方程给出H定理的结果. 对于非孤立系,热力学第二定律可用克劳修斯不等式表示:dS≥Q/T,其中dS是熵增量;dQ是任一过程中系统从温度为T的热源吸收的热…     

铁性体中畴结构产生的热力学描述

在批判平衡态热力学局限性的基础上,采用不可逆过程热力学对铁性体中畴结构的产生做了动态描述.注意到了铁电与铁磁两种情况下的相似与区别.在铁弹情况下,出于客观的必要性,类比地引入了铁弹相变“分子场”的概念.明确了体系的有限性、过程的不可逆性与畴结构的产生的内在关联. 关键词： 铁性体 畴结构 不可逆性 对称性     

单晶铜中冲击波阵面结构的数值模拟研究

 用分子动力学方法模拟计算了在初始温度为0 K时单晶铜中的冲击波结构,相互作用势采用铜的嵌入原子势（EAM）,模拟计算结果表明即使是在初始温度为0 K的FCC晶体中,冲击波波阵面后的区域也会向平衡态演化。局域分析表明冲击波阵面后区域的压力、粒子速度、应变和温度随时间逐步变化到稳定态,在所研究的冲击波强度（约262 GPa）下,波后区域的平均压力、粒子速度、应变均在约1 ps内逐渐上升并达到稳定值。动能温度在波阵面处始终为最大值,随着冲击波的传播,波后非零温度区域逐渐扩大,不同时刻的粒子速度分布函数说明波后区域逐渐向热力学平衡态演化,并最终达到热力学平衡,进一步的分析说明局域平衡是系统向平衡态演化的基本过程。     

准静态过程及相关物理概念教学探析

本文运用类比方法, 引入爬台阶这一常见生活实例, 通过对其作细致的定性和定量分析, 直观形象地类 比了热力学中的准静态过程及相关物理概念, 揭示了平衡态、 非平衡态、 弛豫时间等概念之间以及他们跟准静态过 程的内在联系和本质区别, 进一步明确了将实际过程近似为准静态过程的定量条件     

固体物理学中平衡态的热力学条件分析

在具体分析和讨论肖特基缺陷热平衡浓度的热力学平衡条件的基础上,指出其热力学平衡条件是自由焓Φ最小的态;对于固体物理学中采用自由能F最小作为热力学平衡态的条件进行了分析和讨论,在压强为大气压或压强足够低的条件下,自由焓Φ最小近似为自由能F最小。