热质的运动和传递-最低热质能耗散原理和热质运动方程

过增元基于质能方程提出了热质的概念.在非平衡热力学中,存在最低能量耗散原理,根据该原理可以导出热传导,扩散及粘性流动等不可逆输运过程的方程式.当采用热质模型对传热现象进行描述时,发现热质的运动也满足最小作用量原理:最低热质能耗散原理,根据该原理可以推导得出热质运动的动量守恒方程。     

强迫耗散系统的有序结构和系统的发展(Ⅰ)，最小熵产生原理和有序结构

一个系统的发展总是由不可逆热力过程和非线性动力过程所驱动.将大气动力学方程组同考虑了动能变化的Gibbs关系结合起来构建的熵平衡方程，才能更好地描述大气系统的不可逆热力过程和非线性动力过程.至今非平衡态热力学仅利用Onsager线性唯象关系证明了最小熵产生原理.利用新建立的熵平衡方程和大气动力学方程的性质证明，最小熵产生原理在热力学线性区和非线性区都是普遍成立的.且当热量输送平衡、水汽输送平衡和动量输送平衡时，系统达到不可逆过程最弱的最小熵产生热力学状态.当系统又是动力平衡且无平流时，这种最小熵产生态就是 关键词： 非线性热力学 熵产生 最小熵产生原理 有序结构     

拓广不可逆热力学简介

目前非平衡热力学已经有了很大的发展,形成了多种理论体系,例如线性不可逆热力学(简称 LIT)[1]、广义热力学(简称 GT)[2]、理性热力学(简称RT)[3]、非线性热力学(简称 NT)[4]、涨落不可逆热力学(简称FIT)[5]和本.文所要介绍的拓广不可逆热力学(简称EIT)[6-8] 等.这些非平衡热力学理论的研究对象不同, LIT和FIT只限于线性不可逆过程,其它理论对 线性和非线性的不可逆过程都适用,但各有侧 重.这些理论关于熵和热力学第二定律的处理 有两类不同方法:一类是以局域平衡假设为基 础(如 LIT,GT和 FIT等),它有很大的局限 性;另一类则不…     

颗粒介质的结构及热力学

颗粒介质具有远程无序和近程有序的结构, 是产生动力学不均匀性(dynamical heterogeneity) 和复杂不可逆过程的根源. 本文分析了颗粒介质的结构特征、变形和能量耗散之间的内在关联, 讨论了颗粒介质的弹性, 提出了流变应变增量、耦合应变增量和弹性应变增量的应变增量分解方式. 沿用非平衡热力学框架, 引入表征运动无序的动理学颗粒温度T^k和表征弹性应力涨落的构型温度T^c, 作为非平衡态变量, 建立了双颗粒温度热力学(two-granular-temperature thermodynamics, TGT理论), 注重分析了不可逆过程中的热力学力和流, 并与著名的砂土内变量热力学进行了对比.     

现代热力学的完整分类系统--非平衡非耗散热力学新领域

在同一体系中同时有多个不可逆过程时，不可逆过程之间会有相互影响，原来的非自发过程有可能在其他自发过程的影响下得以进行，这种现象就称为热力学耦合或反应耦合，长期以来，经典热力学把热力学第二定律的等式作为平衡体系的充分必要条件，其中隐含了一个前提性的假定，即经典热力学的对象只限于非耦合的体系，摈弃这一隐含的前提性假定以后，热力学自身就发展成为一个现代热力学的完整学术体系，适用于任何宏观体系（包括极其复杂的生命体系），现代热力学的完整学术体系中包含了一个崭新的非平衡非耗散热力学新领域，由于该领域属于热力学第二定律的等式部分，因此可以定量计算，并得到一系列理论计算的非平衡相图，与文献上报道的激尖低压金刚石合成等的大量实验数据相符。     

混合工质匹配性能的热力学分析

利用经典热力学的基本理论,建立了传热过程不可逆损失与匹配性能之间的关系式,从理论上揭示了制冷工质与变温热源的温度匹配性能与其不可逆损失之间的内在联系和混合工质的节能机理,使热力学理论在研究不可逆传热过程中得到了充分的应用与发展。     

金属恒温塑性力学过程的热力学研究

由于弹性学的热力学函数不能对塑性学推广,本文用以位错为基础的热力学函数反映了塑性现象的位错实质,并以此热力学函数建立了金属恒温弹塑性力学过程的热力学基本方程,即赫姆霍兹自由能变化dF_T的熵产生表达、耗散表达及熵产生与耗散之间的关系;对于恒温弹塑性应力-应变循环,证明了无论它是否为热力学循环,循环功都是正塑性功,加载功常大于卸载功;对于热力学循环,塑性功全部耗散;对于非热力学循环,因自由能永动机不存在,塑性功未全部耗散.本文理论很可能为金属塑性力学过程研究提供一个不可逆过程热力学基础.     

多格点相互作用对横向磁场作用下XY型自旋链中非平衡态热力学性质的影响

近年来,封闭系统中非平衡热力学性质,特别是自旋链中经过一个淬火过程后的平衡热力学性质已经成为了量子热力学研究中的一个热点之一.研究了横向磁场作用下含XZX+YZY型三体相互作用的XY自旋链中的非平衡态热力学性质.具体考虑了当XY型链中横向外磁场发生一个突变(淬火)时链中XZX+YZY三格点相互作用分别对淬火过程中产生的平均功、功涨落和不可逆熵产生等热力学量的影响.研究显示:XZX+YZY三格点相互作用可能对平均功的增加起正面作用和负面作用,关键取决于初始外磁场强度的取值.接着,还发现:通过调节XZX+YZY三格点相互作用强度可以很有效地抑制功涨落.最后,考虑了不可逆熵产生在不同XZX+YZY三格点相互作用下随外磁场强度的变化关系,结果发现:不可逆熵产生在临界磁场附近会出现特殊的尖峰特征,并且尖峰值随XZX+YZY三格点相互作用的增加有不断减少的趋势,同时给出了相应的物理解释.     

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。     

时间和物理学中的复杂性

不可逆过程可以从几种不同的角度来研究.第一是唯象的即热力学的讨论,由此能够导出不稳定性判据,给出定义远离平衡态的非常明确的条件.第二是研究在什么条件下会导致不稳定性以及在不稳定条件下物质有哪些性质.实际上,这是关于分歧点的研究,是一个很普遍的数学理率问题.它可以用于远离平衡的失稳现象.第三,在下一个层次中要研究非平衡过程中涨落的作用.分歧和涨落有很密切的联系,涨落能够改变分歧的类型.前面所列举的都是宏观理论,最后我们还应当发展微观理论,也就是讨论不可逆过程的动力学起源问题. 下面我们分别对这几个问题作扼要介绍. …     

一个基于非平衡热力学理论的核沸腾汽泡长大的数学模型

一个基于非平衡热力学理论的核沸腾汽泡长大的数学模型曾丹苓（重庆大学热力工程系）一、引言任何实际相变过程都是不可逆热力学过程。经典热力学，尤其是非平衡热力学为它的研究提供了必要的理论依据。然而，令人遗憾的是，在过去长期的研究工作中热力学理论并未得到充分...     

熵产生在测量系统的应用

本文利用不可逆热力学的熵理论，分别对发电式和参量式变换器测量系统进行了信息流动分析，并给出了信息传递的匹配条件。     

基于不可逆热力学原理的油藏多孔介质耦合作用模型

油藏多孔介质渗流过程存在多场耦合作用,目前的一些研究方法和分析模型具有一定局限性。本文将不可逆热力学原理应用于油藏复杂渗流过程,在局域平衡和连续性假设基础上,提出了基于表征单元体(Representative Elementary Volume,简称REV)的元胞描述方法;推导出了多孔介质渗流过程考虑导热和扩散作用的耦合方程;基于所建模型,分析了稠油热采过程的熵产变化特性。稠油热采过程除包括热传导和扩散耦合作用外,还包括黏滞流动和化学反应等不可逆过程,可根据本文模型扩展。     

水蒸气超音速流动中自发凝结现象的数值模拟

本文研究了水蒸气超音速流动过程中的自发凝结现象.在欧拉坐标系下建立了二维可压缩守恒型数值计算模型,引入3系数维里型状态方程对水蒸气超音速凝结流动进行了数值模拟,依据Moore等提供的实验数据对缩放喷管算例进行了数值校验,验证了数值模型的可信度和准确性,在此基础上分析了水蒸气超音速凝结流动的特点和规律,揭示了水蒸气超音速流动过程中的自发凝结、液滴增长,凝结冲波等热力学现象的规律.     

爆轰模型熵问题的探讨

 爆轰模型过程终点熵最低的问题长时间困扰着爆轰科学。牛顿力学对于时间t→-t反演不变,忽略热力学而只用力学方法研究不可逆爆轰过程可能产生不合理的结果。CJ和ZND模型中的有序假设,即爆轰产物粒子朝着同一方向作有序运动的假设,决定了终点熵最低和不处于热力学平衡态。把CJ和ZND模型的某些结论绝对化,阻碍建立熵最高的爆轰模型。     

浮沉子实验中不可逆现象的研究

浮沉子是与浮力相关的趣味装置,浮沉子的不可逆现象是研究其运动机制的关键问题.设计了参量可控的浮沉子实验装置,研究了浮沉子的运动过程,利用夹逼的方法获得了浮沉子不可逆现象的临界深度,并且研究了影响临界深度的参量,验证了基础的理论模型和修正后的理论模型的适用性.实验结果表明：浮沉子的初始气柱越长,临界深度越深,二者基本呈线性关系;浮沉子的长度越小,临界深度越深;浮沉子的截面积越大,临界深度越深.     

不可逆过程热力学和热弹性

引言 热弹性问题是一个热力学过程,工程上遇到的热力过程实际上都是不可逆过程。作者在文献[1]中提出:“热载荷和外载荷同时作用在弹性结构时,弹性结构的应变能与加热加载的先后顺序有关”.引证热弹性是不可逆过程。 非定常温度场引起变形随时间变化,在变形过程中会使弹性体的温度改变,并且引起     

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     

超导金属玻璃Zr_(78)CO_(22)在横向磁场中超导-正常转变的阶梯结构

在横向磁场中,测量了超导金属玻璃 Zr_(78)Co_(22)的 V-H 转变曲线.观察到除存在磁通流动外,还存在着两种类型的阶梯式有阻态.一类是由序参量的热力学涨落产生的相位滑移中心所致,另一类则相应于热斑的存在.同时还观察到相位滑移中心与热斑共存的现象。对磁通蠕动.磁通流动和磁通跳跃对阶梯结构的影响作了讨论.     

氧化钼分形生长的核晶凝聚模型

本文报道氧化钼在远离平衡的无序系统中气固相变过程。实验结果除了薄片状氧化钼晶体外,还形成了由晶须凝聚组成的各种形态的二维分形结构。对实验所得的分形结构,用非平衡态和不可逆过程的热力学理论进行了讨论,并提出核晶凝聚模型。 关键词：