科学巨星——玻耳兹曼

 一门学科中的任何一种有生命力的新思想、新方法和新概念,都会被移植和渗透到其他学科领域。有些非常重要的科学概念和科学思想,由于它正确地反映了人类认识客观世界的结果,所以当它被移植和渗透到了相当的程度,就会改变人们关于世界的科学图景,改变人们的思维方式和世界观。物理学中的熵概念就是这样一个极其重要的概念。熵概念自135年前在物理学中诞生以来,已逐渐被移植到自然科学、社会科学及人类社会生活的各个领域,衍生出了生命熵、植物熵、信息熵、心理熵、环境熵、地球熵、经济熵、思想熵、思维熵、政治熵、历史熵、文学熵、情熵、艺术熵、音乐熵、教育熵、军事熵、社会熵、黑洞熵、气象熵、医学熵、消费熵、建筑     

热力学第三定律创立的过程及其发展

 热力学第三定律的建立已近１００年。一个世纪以来,它同热力学第一定律、第二定律一道为热力学统计物理学的发展和完善起到了支柱的作用,是热力学统计物理学的基本理论基础之一。然而对于它的创立过程,物理学和化学都各自从自己的角度去阐述其发展。其实热力学第三定律是物理学家和化学家们长期共同努力探索,而特别是为了适应化学发展的需要而建立起来的物理规律。１９０６年德国物理化学家能斯特（Ｎｅｒｎｓｔ）就是从化学平衡常数的确定出发,导致了热力学第三定律的建立,即著名的能斯特定理和ＯＫ不能达到原理。接着,许多其他科学家在此基础上进一步对该定律作了大量的研究,并提出了他们相应的说法。     

Mechanical and Thermal Properties of the AH of FRW Universe

We calculate the work made out by the apparent horizon （AH） of the Friedmann-Robertson-Walker （FRW） universe and the heat flux through the AH from the first law of thermodynamics. We discuss the mechanical properties of the AH and analyze the universe model for which the mechanical properties can change. Finally, the thermal properties of the AH of FRW universe are discussed.     

如何让学生深刻理解熵的概念

 熵的概念,是热力学和统计物理学中非常重要而又较难理解的.克劳修斯(ClaUSiUS.R.J.E,1822-1888德国物理学家)于1850年提出热力学第二定律,1865年提出熵的概念,并将热力学第二定律表述为“宇宙的能量是不变的,而它的熵则总在增加.”现在,熵这个概念已经远远超出了热力学、统计物理学范畴,直接扩展到信息论、控制论、概率论、数论、天体物理、宇宙论、科学管理以及生命系统等各个不同领域.因此,如何在教学中让学生深入理解熵的概念,是一个重要的课题.     

能斯脱热定理与热力学第三定律

 一、能斯脱热定理的发现本世纪初低温技术的进一步发展,同时化学热力学理论也达到了一定的发展水平,这样历史为热力学第三定律的发现准备了成熟的条件。1906年能斯脱(Nernst)系统地研究了低温下的化学反应后,得出结论说,在趋近于绝对零度时,化学亲合势A和反应热Q相等。     

有限温度下一维Gaudin-Yang模型的热力学性质

本文通过数值求解有限温度下一维均匀费米Gaudin-Yang模型的热力学Bethe-ansatz方程, 研究了此模型的基本性质,得到了在给定的温度或给定的相互作用下, 化学势、相互作用、粒子密度和熵的相互变化图像. 对结果分析发现, 在给定温度和相互作用下, 熵随着化学势的变化有一个量子临界区域.     

热与温度概念评估(HTCE)量表的介绍与分析

热与温度概念评估(Heat and Temperature Conceptual Evaluation,HTCE)是一份基于教学研究的用于测量学生对热与温度相关概念理解的量表.该量表包含对热与温度概念、冷却速率、量热法、传热速率、感知热的能力、比热容、相变和导热性等8个方面的概念考查,从问世至今已在国外物理教育研究中广...     

考虑硅通孔的三维集成电路最高层温度模型

针对三维集成电路最高层芯片,引入硅通孔面积比例因子r,提出了考虑硅通孔的温度解析模型.Matlab分析表明,在芯片堆叠层数及芯片工作状态相同的情况下,考虑硅通孔之后的芯片温度比未考虑硅通孔时要低;r越大,芯片温度越低;当芯片堆叠层数较多且r较小时,温度随着r的减小急剧上升;对于8层的三维集成电路,硅通孔面积比例因子的最佳范围为0.5%~1%.     

“热力学第二定律的微观解释”教学设计

1设计思路本节课从微观角度说明为什么涉及热运动的宏观过程会具有方向性,概念性较强,学生普遍认为深奥、难理解.本节课设计由生活现象引入,对深奥的物理规律进行思考,注重数学思想方法在物理教学中应用,从而对熵的概念有初步的认识.2教学重点难点2.1重点及教学策略(1)有序和无序概念的形成.策略:用生活经验引领,通过排列组合知识的具体运算加以说明有序     

基于粒子群优化支持向量机的太阳电池温度预测

建立通用而精确的太阳电池热模型对光伏系统的建模、输出功率与转换效率的损失分析至关重要. 基于复杂的太阳电池温度机理, 分别研究了太阳电池温度的稳态热模型(steady state thermal model, SSTM)和支持向量机(support vector machines, SVM) 方法建立的精确预测热模型. 首先, 基于空气温度、太阳辐射强度、风速3个最主要因素与太阳电池温度的近似线性关系, 在已有SSTM的基础上, 建立并校正了太阳电池的SSTM并采用差分进化算法提取模型的未知参数. 其次, 为提高SVM的模型预测精度, 采用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO) 算法对SVM的核参数和惩罚因子进行动态寻优, 在确定输入/输出样本集并划分训练集和测试集的基础上, 建立了基于粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)的太阳电池温度精确预测热模型. 最后, 搭建实验平台, 在实验操作过程中减弱空气湿度、太阳入射角和热迟滞效应等因素对太阳电池温度的耦合. 通过实验对比表明, 建立的预测热模型性能可靠、全面、简洁, 其参数寻优算法优于遗传算法和交叉校验法, 模型预测精度优于反向传播神经网络(back propagation neural network) 和SSTM.     

关于分子分布律的教学

从教学角度来探讨既能使学生掌握统计概念又不至于使用太多的数学推导,由玻耳兹曼分布率导出麦克斯韦速率分布律。     

熵定理的新讲法

改进费米方法后，无须卡诺定理，即可由热力学第二定律开尔文表述直接推导克劳修斯等式、不等式，从而得到熵和熵增加原理．     

中高温工质在蒸发器中的换热模拟分析

本文采用分布参数的方法,建立了水源热泵中普遍采用的壳管式蒸发器稳态数学模型.通过中高温水源热泵试验台的实验数据同模拟计算结果的对比,验证了数学模型的准确性。应用此数学模型对中高温工质HTR01、HTR02及R134a在蒸发器典型制热运行工况,进行了模拟计算。得出了三种工质制冷剂侧换热系数沿管长的变化关系并对三种工质的换热性能进行了对比分析,为采用中高温工质的水源热泵换热器设计提供了参考依据.     

用推广的Maxwell速度分布律证明转动、振动方式能均分定理

将描述分子平动速度分布的Maxwell速度分布律推广到转动和振动方式,并用推广的Maxwell分布律成功地证明了转动、振动方式的能均分定理．     

温度补偿原理在热功当量测量中的应用

本实验借助温度补偿原理,讨论了热功当量测量中温度的修正问题。     

低温测量中的热沉尺寸效应

为了减小引线导热在温度计上的热负荷,提高温度测量的精确度,并保证有效地减小温度计的传导热,热沉的利用是经常而必用的手段.本文对二维的热沉问题进行了理论分析和讨论.     

电容器工作时的热效应

本文用热力学第一定律给出电容器在工作时产生的热效应。     

集成温度传感器AD590的电路原理及其在测温和温控中的应用

介绍AD590型温度传感器的内部电路结构,阐述其工作原理,举例说明它在温度测量和恒温控制中的应用     

重力场中的气温公式

热学教材中大都讨论了等温气压公式，但实际上大气并不等温．本文通过对温度场的描述，导出了重力场中的温度梯度公式，并利用该公式推出了重力场中的气温公式，描绘了地球周围低高处大气温度随高度变化的近似曲线。     

来流温度速度不均匀时换热器效能的分析

本文得出了逆流换热器来流温度分布不均匀、相变叉流换热器单相侧来流温度分布不均匀不影响换热器效能的结论；来流速度分布不均匀削弱了换热器的传热，温差场均匀性因子愈大效能愈高，即“换热器温差场均匀性原则”也能指导来流速度分布不均匀的逆流和相变叉流换热器的热分析。