橡皮筋热缩性质的定量表示及应用

利用热力学知识解释了橡皮筋受热收缩的原因.使用电子秤测量橡皮筋所受的熵力,并用温度拟合的结果得出橡皮筋定长时熵力与温度的关系,研究了橡皮筋伸长时内能的变化和熵的变化对张力的贡献.实验结果表明:常温下橡皮筋的弹力主要由构像熵引起.利用橡皮筋热缩性质制作了橡皮筋热机,当光照角度为-30°时热机平均转动速率最大,热机转动最为顺畅.     

橡皮筋弹力与伸长量的关系及橡皮筋材料疲劳的影响因素探究

设计了实验装置,探究了橡皮筋弹力与伸长量的关系以及橡皮筋材料疲劳的影响因素.通过拉伸实验,发现橡皮筋的弹力和伸长量并非成严格的线性关系.定量研究了橡皮筋在相同拉伸幅度下疲劳程度与拉伸次数的关系,以及在相同拉伸次数下疲劳程度与橡皮筋拉伸幅度的关系.     

橡皮筋发动机

研究了通过扭转橡皮筋作为驱动力的"发动机"的能量存储与输出.根据观察定义了橡皮筋形变的多阶缠绕,在此基础上建立模型模拟了橡皮筋解旋的能量输出过程.定义了该发动机的各项参量,包括总的旋转时间、有效旋转时间、效率等,探究了能量的分布情况.实验结果表明:橡皮筋发动机的大部分能量转化为螺旋桨的动能和空气动能.     

对“探究功与速度变化的关系”实验的分析及改进

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理.必修2》在"探究功与速度变化的关系"的实验中,采用的是橡皮筋的弹力做功使小车获得动能,以探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系,如图1.该实验精妙之处就在于回避了功的计算.橡皮筋的弹力做功是变力做功,不能用功的公式W=Fscosα计算.但在位移相同的情况下,如果一条橡皮     

热电制冷和泵热循环的有限时间热力学分析

热电制冷和泵热循环的有限时间热力学分析陈林根，孙丰瑞，陈文振（海军工程学院三系）一、前言在研究热电热机的基础上，本文借助两个特征参数，用有限时间热力学方法［１，２］给出了热电制冷和泵热循环的工况优域和通用的热力学输出率与性能系数曲线。这些曲线定性表征...     

Reissner-Nordstrom黑洞中带电粒子由隧穿导致的Hawking辐射的进一步讨论

以Reissner-Nordstrom黑洞(R-N黑洞)为例，从黑洞热力学定律出发，对R-N黑洞中的带电粒子的量子隧穿效应进行了重新分析.将作用量的虚部重写成黑洞热力学定律的形式后，发现在Parikh工作框架下的量子隧穿效应与黑洞热力学的第一、第二定律有潜在的联系；而且，如果认为量子隧穿过程为可逆过程，则量子隧穿效应中的结果与黑洞热力学第一、第二定律是一致的.换而言之，Parikh的结论只对可逆过程成立. 关键词： Reissner-Nordstrom黑洞 黑洞热力学定律 隧穿 可逆过程     

简单体系温度涨落的发散问题

平衡体系热力学推导涨落的前提是涨落必须很小，如果得到一个发散的结果说明这一涨落是不可靠的.对一些体系温度涨落的热力学结果，在温度趋于绝对零度时是发散的，这时必须用统计物理来处理.对这些体系进行统计物理处理的结果表明，涨落在温度趋于绝对零度时是趋于零的. 关键词： 热力学与统计物理 涨落     

温度的相对论变换

同长度一样,热力学系统的内能增量和绝对温度也是洛仑兹收缩的．本文用相对论与热力学的方法导出了这些变换关系．     

“热力学第二定律之争”及其教育功能

热力学第二定律是反应自然过程的方向性的定律,它广泛地应用于各个学科和生活领域.热力学第二定律两种说法提出的具体过程,教材中提到的很少.参考了相关文献,较为完整地展现了热力学第二定律的背景及两种说法的提出过程,为物理课堂教学提供相应的史料支撑,让学生体会物理观念和科学方法的重要性,有助于培养学生的哲学思想,特别是有助于对学生物质观、运动观以及世界观的培养.     

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。     

纳米多晶体的热力学函数及其在相变热力学中的应用

以往关于纳米材料热力学的研究，绝大多数以界面的热力学函数表征整体纳米材料的热力学性质，这种近似处理，对于尺寸超过几十纳米的较粗纳米材料，在相变热力学中对特征转变温度和临界尺寸等重要参量的预测，将导致很大误差. 应用“界面膨胀模型”和普适状态方程，研究了纳米晶界的热力学特性，进一步发展了纳米晶整体材料热力学函数的计算模型，给出了单相纳米多晶体的焓、熵和吉布斯自由能随界面过剩体积、温度，以及晶粒尺寸发生变化的明确表达式. 以Co纳米晶为例，分析了界面与整体纳米多晶体热力学函数的差异，确定了相变温度与晶粒尺寸的依赖关系，以及一定温度下可能发生相变的临界尺寸. 关键词： 纳米多晶体 热力学函数 相变热力学     

控能发射装置

现行的碰撞实验多在气垫导轨上进行,并利用橡皮筋发射滑块,由于橡皮筋容易老化问题难于解决,所以设计了可调节、可显示弹射能量的弹簧枪,用弹簧枪代替橡皮筋,从而可以实现多种被弹射物体的定速发射和同速发射.     

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     

橡皮筋滞后特性的实验分析

利用约利弹簧秤对橡皮筋的力的滞后特性进行了实验分析，并由此说明了不能用橡皮筋做测力计的物理机理，为检验弹簧的质量提供了一种实验途径及理论依据．     

横波纵波波动演示仪

针对现有仪器演示横波和纵波的不足,自制了横波纵波波动演示仪.利用曲柄滑块机构将电机的旋转运动变成直线往复运动,以此带动橡皮筋和圆柱形弹簧振动得到横驻波与纵驻波,通过观察横波和纵波的振动图像、产生条件就能让学生直观感受横波与纵波的形成与产生过程.     

准静态过程中热量的统计物理方法讨论

本文应用统计物理的方法探讨了热量概念，以揭示热量的微观本质，并对各种准静态过程的热量作了讨论，得出了与热力学方法完全相同的结论．     

基于Tracker软件研究竖直方向阻尼振动的居家实验

设计了基于Tracker软件研究竖直方向阻尼振动的居家实验.选用橡皮筋和水果自制振子模型,利用Tracker软件对自制橡皮筋振子的阻尼振动进行研究,绘制橡皮筋振子模型在竖直方向上做阻尼振动的"y-t"图像,并通过数据拟合,计算出该阻尼振动的振幅、周期、圆频率、阻尼系数等,是利用生活物品进行大学物理实验的一次尝试.     

CUO基态分子热力学稳定性研究

根据热力学原理、Debye固体理论和量子力学从头计算的分子结构，运用统计热力学方法计算得到物质的热力学函数值.由算得的CUO(g)分子在不同温度下的标准生成自由能变，表明了在高温下可能有CUO(g)分子的稳定存在. 关键词： CUO 热力学函数 稳定性     

“橡皮筋振子组”的演示

除弹簧之外,橡皮筋的弹性是比较好的。把橡皮筋绳与一定质量的小球连接起来,可制成“橡皮筋振子”。在橡皮筋绳的弹性限度内,在要求不很高时,振子离开平衡位置后所受到的回复力,亦可视为与它的位移成正比,方向相反,振子做简谐振动。     

“橡皮筋上的球”运动规律的研究

本文对2022年IYPT的一道题目“橡皮筋上的球”进行了研究,在对橡皮筋扭转力和阻尼作线性假设的条件下,建立了二自由度线性阻尼自由扭振模型描述双球橡皮筋运动规律,建立了弹性圆轴的剪切形变力学模型描述橡皮筋的力学性质,并给出解析解。本文解释了双球橡皮筋系统的“钟摆”行为,定量探究了此行为与相关参数的依赖关系;通过Tracker软件得到了相关实验数据,验证了模型的正确性,并对实验中的等时性破缺现象进行了半定量解释,对非线性公转半径r随时间t的变化进行了定性分析。