氢正仲转化过程的统计热力学分析

针对氢分子,采用Boltzmann统计方法,建立了非定位系统统计热力学模型,求解了其分子转动配分函数,进而推导了氢在不同温度下的正仲态平衡组成及正仲转化热量,并给出了相关问题的微观解释.此外,针对非平衡态氢,推导了标准氢转化为平衡氢的转化热.上述推导计算的结果与文献值高度吻合,说明了统计热力学方法在低温物性计算中具有良好的适用性.     

核子的部分子统计模型、EMC效应和核内核子中胶子分布函数

假定核子是部分子(夸克、胶子)组成的热力学系统,讨论了它的温度和化学势等热力学量,导出了核子中部分子的分数动量x分布与相应的统计分布间的关系式.通过将核子中胶子与黑体中光子的类比,计算了核子的有效温度.假定u、d夸克的化学势相同并取合理值,再利用重标度方案定出核内核子温度的改变后,统计模型很好地解释了EMC效应.认为胶子有小而负的化学势后,统计模型也较好地解释了虚光生J/ψ过程中束缚核子的与自由核子的胶子分布比值在小x处"过大"的问题.     

一种计算载流子占据杂质能级的概率的新方法

利用费米分布函数和杂质电离的热平衡理论计算了载流子在杂质能级上的占据概率,其结果与传统的热力学统计理论及计算化学势方法得到的结果完全一致．本方法运算简单,且物理意义清晰．     

朗道序参量理论计算液气流体系统的临界指数

本文针对朗道序参量理论处理液气流体系统出现的临界点以下液、气两相热力学势不对称这一困难,提出可以根据液气两相在平衡共存时化学势相等,研究沿两相共存曲线系统的吉布斯函数与序参量的关系及其临界行为。论文进一步演示了应用朗道理论计算该体系临界指数的具体过程,结果显示所得到的临界指数与朗道理论处理磁性系统所得的临界指数一致。论文研究弥补了目前"热力学与统计物理"教材中朗道序参量理论计算液气流体系统临界指数的空缺。     

能量公设与化学势的广义化形式

以能量公设为基础,分别从热力学及非平衡热力学的层面推广了化学势的定义,并对两个实例展开讨论分析.结果表明:把化学势推广,不仅扩展了经典热力学化学势的定义形式及应用范围,而且表明了外场对化学势的贡献及影响内涵.在应用广义化学势解决实际问题时,既得到了正确结果,又使问题的讨论简单明了、容易把握和理解.     

均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响

从统计物理半经典(Thomas-Fermi)近似方法出发,研究均匀微弱电场中带电费米子体系的热力学性质,推导出了带电费米子体系的热容量和化学势随外电场场强的变化关系,给出了体系的热容量和化学势在高温和低温近似下的解析表达式,进而分析了均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响.     

均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响

从统计物理半经典(Thomas-Fermi)近似方法出发,研究均匀微弱电场中带电费米子体系的热力学性质,推导出了带电费米子体系的热容量和化学势随外电场场强的变化关系,给出了体系的热容量和化学势在高温和低温近似下的解析表达式,进而分析了均匀微弱电场对带电费米子体系热容量和化学势的影响.     

微波电场下的热电子温差电势率

局域微波场的作用会在半导体样品中产生热电子的温度和化学势的梯度.本文推广运用非平衡统计算子的理论方法计算存在温度和化学势梯度的热电子系统的输运系数,得到了热电子质心动量和能量的平衡方程,导出了热电子温差电势率和热导率的表达式.数值计算表明,理论结果与微波场作用下的温差电动势随电场平均功率的实验测量值可以定量比较. 关键词：     

磁场中非广延相对论费米系统的统计性质

基于广义外势中的非广延统计理论,运用理论解析与数值模拟方法,研究磁场中非广延极端相对论费米气体的热力学性质,给出总能、热容量、化学势的解析式,分析非广延参数、极端相对论效应、磁场及温度对系统热力学性质的影响机理.研究显示,非广延参数不仅对热力学性质有直接的影响,而且也影响着磁场的物理效应. 随温度的升高,非广延参数及磁场对热力学性质的影响均被放大.极端相对论效应对化学势及热容量有特别显著的影响.     

对热力学处理光子气体粒子数的一个注记

在热力学中,固定体积和温度的封闭系中的均匀光子气体具有如下性质:对平衡时的粒子数取确定值,非平衡时的粒子数变化.前者的化学势为零,后者的化学势非零.     

Classical Limit of Relativistic Moments Associated with Boltzmann–Chernikov Equation: Optimal Choice of Moments in Classical Theory

Journal of Statistical Physics - The moment system associated with the Boltzmann equation is largely used in many applications and is the main ingredient of Rational Extended Thermodynamics (RET)....     

物理学中常用的高斯与类高斯型积分

本文展示了基于大学数学基础对不同积分限的高斯与类高斯型积分的求解方法,并列举了高斯与类高斯型积分在“热力学与统计物理”、“光学”、“量子力学”、“量子光学”等物理学科中的若干应用实例.     

Heterogeneous physical and chemical processes in a rarefied-gas flow in channels

A flow with physical and chemical reactions on hot surfaces is investigated. On the basis of physical experiments, determining the hydrogen-dissociation degree in rarefied gas and calculation of the flow by the method of direct simulation Monte Carlo (DSMC), it is possible to specify certain unknown constants of interaction of molecules and atoms with a tungsten surface. By the example of the hydrogen flow in a hightemperature tungsten cylindrical channel, the role of dissociation, sorption, and recombination processes is shown in a wide range of flow regimes from free-molecular to continuum.     

积与积减原理

文章分析了重力势能、引力势能、电荷势能、化学势能、热量势能、质量积、动量积等多种势能,发现它们均可表达为一种守恒广延量和对应的强度量的乘积,因此可将其统一定义为"积".基于积这一概念,文章得到了孤立系统内守恒广延量传递过程的积减原理,即孤立系统内进行的守恒广延量传递过程中系统的积总是减小的.进一步,文章还基于积的概念发展了孤立系统和封闭系统的势平衡判据,发现孤立系统达到势平衡状态时,系统的积达到最小值(最小积原理);当封闭系统达到势平衡状态时,系统的准自由积达到最小值(最小准自由积原理).上述结论应用于传热学中即可得到热量传递过程的(火积)减原理及相应的热平衡判据.与热力学中的核心概念熵相对应,由于物理量(火积)可以描述传热过程的不可逆性,作为传热过程的优化准则,度量系统的无序度,并给出系统的热平衡判据,因此(火积)是传热学中的核心概念. 关键词： 势能 积 积减原理 平衡判据     

Entropy Flow in Near-Critical Quantum Circuits

Journal of Statistical Physics - Near-critical quantum circuits close to equilibrium are ideal physical systems for asymptotically large-scale quantum computers, because their low energy collective...     

Thermodynamics and kinetics of adsorption of atoms and molecules by carbon nanotubes

Thermodynamics and kinetics of adsorption of atoms and molecules by carbon nanotubes are investigated. Expressions are derived that can be used to perform calculations taking into account various external factors and interactions and, therefore, analyze both physical and chemical adsorption processes and determine its thermodynamic parameters. A mathematical model is developed that makes it possible to find parameters of desorption kinetics separately for molecules adsorbed at different locations and reduce possible systematic errors in analysis of experimental results. Theoretical models are validated by analyzing physical and chemical adsorption of hydrogen and physical adsorption of oxygen.     

Equivalence of Ensembles,Condensation and Glassy Dynamics in the Bose–Hubbard Hamiltonian

Journal of Statistical Physics - We study mathematically the equilibrium properties of the Bose–Hubbard Hamiltonian in the limit of a vanishing hopping amplitude. This system conserves the...     

A New Approach to Noise in Quantum Mechanics

Journal of Statistical Physics - The standard way of describing noise in a quantum system consists in attaching to the system a reservoir or bath, which is assumed to be in thermal equilibrium....     

Log-Correlated Large-Deviation Statistics Governing Huygens Fronts in Turbulence

Journal of Statistical Physics - We consider the Blume-Capel model with zero chemical potential and small magnetic field in a two-dimensional torus whose length increases with the inverse of the...