"重整热力学理论"的研究思路
来自 万方
作者：
何沛平，朱顶余
摘要：
1背景 "热寂说"是热力学第二定律的宇宙学推论,是热力学第二定律的提出者英国的开尔文勋爵(Lord Kelvin)和德国的克劳修斯(R.Clausius)提出的,后人试图解决该问题主要有:麦克斯韦妖说,波尔兹曼的涨落说,普里高津的耗散结构理论,大爆炸宇宙论.
关键词：热寂 重整热力学 热力学第零定律 热力学第二定律 热流定律
会议名称：中国物理学会2012年秋季学术会议
会议地点：广州
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科学家首次将信息转化为能量驱动纳米小球自行爬楼梯
来自 钛学术
作者：刘霞
摘要：
日本研究人员在11月15日(北京时间)出版的<自然·物理学>网络版上报告称,他们在实验室中让一个纳米小球沿电场制造的"阶梯"向上爬动,爬动所需的能量由该粒子在任何给定时间朝哪个方向运动这一信息转化而来,这意味着科学家首次在实验室实现了信息到能量的转化,验证了约150年前英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的"麦克斯韦妖"这一设想.
年份：2010
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不可逆热力循环分析及低品位能量利用热力系统研究
来自 掌桥科研
作者：隆瑞
摘要：
当前我国的能源供应主要由化石燃料的燃烧提供。燃烧排放的有害气体含硫化物和PM2.5颗粒物等,造成了日益严重的环境问题,对人类和自然的可持续发展造成了严重的危害。此外,日常消耗的电能中有15%被制冷系统所消耗,故改善制冷系统的性能对节能减排具有重大意义。对热力循环(热机和制冷机)的优化、改善以及对清洁能源、余热资源的利用为上述问题提供了良好的解决方案。在热力循环的理论研究方面,本文首先研究了一般化具有内部耗散和非等温过程的热力循环模型,获得了热机和制冷机在不同的优化准则(Z准则、生态学准则和Ω准则)下的效率限(热机)和性能系数(COP)限(制冷机)。其次,本文基于最小非线性模型研究了热机和制冷机在生态学准则和Ω准则下的效率限和COP限,并进一步探索了最小非线性模型和低耗散模型的联系。为研究微观系统的性能,本文提出了一个统一的基于先验概率的微观热机模型,其可以描述基于先验概率的量子热机和布朗运动热机,研究了该模型在最大功率时的效率。在对微观制冷机的研究中,本文系统地分析了费曼棘轮-棘爪制冷机在最大制冷率、最大COP和χ准则下的性能。同时,本文研还究了冷源受到挤压作用时,量子Otto制冷循环在χ准则下的性能,结果表明挤压作用会使冷源远离平衡态,其COP仍为CA性能系数。在实际系统的研究方面,对于有机物朗肯循环系统(ORC),本文首先提出了内部(火用)效率和外部(火用)效率的概念,以此来研究工质对系统性能的影响,并提出了一个简化的内部(火用)效率模型。当工质临界温度较低时,ORC系统的蒸发温度较高,从而系统具有较高的(火用)效率。其次,新型热力循环也为余热资源的回收利用提供了一种良好的解决方案。本文基于有限时间热力学研究了电化学循环和热释电循环的性能。结果表明这两种循环都比较适合于低品位余热资源的回收,如汽车尾气等。一般而言,系统不同的评价指标不能同时达到最大值,例如功率和(火用)效率。对此,本文基于NSGA-Ⅱ算法,以最大功率和最大(火用)效率为优化目标,研究了连续电化学循环在多目标优化时的性能,并与相应的单目标优化结果相比较。结果表明多目标优化手段能更有效地协调系统不同的性能准则。在复合系统研究方面,提出了基于太阳能发电和制冷的系统。首先本文利用复合抛物面集热器收集太阳能,以此来驱动由固体氧化物电解(SOE)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)组成的热机发电,研究了SOE和PEMFC工作温度和太阳辐射强度对该太阳能发电系统性能的影响。另外,本文研究了太阳能光伏(PV)驱动电化学制冷机的太阳能制冷系统,研究了热源、冷源温度、PV工作温度和太阳辐射强度对该太阳能制冷系统的影响。结果表明,本文所提出的太阳能发电和制冷系统非常适合于偏远地区和外太空空间站等应用场合。在余热资源的有效利用方面,一般单一的循环系统不能充分利用余热资源的热能。针对此问题,本文对传统的连续性电化学循环系统进行了改进,提出了双级电化学循环系统。在热源温度为393.15K时,双级电化学循环系统的最大输出功率比单级电化学循环系统高50.11%,发电效率提高了13.31%。同时,本文研究了利用TREC系统回收燃料电池的热能,结果表明混合系统的最大输出功率比单一的PEMFC高6.85%-20.59%,发电效率比单一的PEMFC系统高4.56%-13.81%。最后,本文也研究了由ORC和TREC系统组成的梯级利用系统来回收余热资源的热能。当热源进口温度为423.15K时,工质为R141b时,梯级利用系统比单一的ORC利用系统的功率高62.3%,比单一的TREC系统的功率高5.2%；梯级利用系统的(火用)效率比单一ORC系统的高14.7%,比单一TREC系统的高7.3%。
关键词：热机 制冷机 最小非线性模型 非等温过程 内部耗散 有限时间热力学 电化学循环 热释电循环 太阳能利用 余热利用
学位级别：博士
学位年度：2016
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“麦克斯韦妖”机
来自 百度文库
作者：厚美瑛
摘要：
一公升普通空气的重量不会超过一美分硬币重量的一半,却含有足够将一个7 kg保龄球抛离地面超过3m的热能。如果能设计出一个装置,将这些乱撞气体分子的热能转换成做定向运动的有用功,将会是非常有益的。虽然热力学第二定律告诉我们,不可能有任何一种装置能将单一热源的热能只转换为有用的功,但这并没能阻止近150年来人们对将热噪声从随机整流为定向运动可能性的遐思。
关键词：
麦克斯韦妖 热力学第二定律 热能转换 定向运动 气体分子 保龄球 有用功 热噪声
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地球系统的"麦克斯韦妖"
来自 知网
作者：陈之荣
摘要：
远在一百多年前,麦克斯韦(J.Max-well)就曾假想过一个"类人妖",它的存在可粉碎热力学第二定律(即熵增定律)。虽然经过长期探索,人们并没有找到这个本来意义的麦克斯韦妖(Maxwell'8 demon),但麦克斯韦的大胆假设则推动儿代人对系统熵变化的深入研究。在"试论系统的演化与熵
关键词：地球系统 麦克斯韦妖 太阳辐射 热力学第二定律 地球演化 地球结构 地球表层 封闭系统 进化 热力学系统
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负熵的零代价——从无序中创造有序
蒋健棠 - 《河南理工大学学报(自然科学版)》2010年来源： 知网 /
作者：蒋健棠
摘要：
受棘轮机制的启发,利用势阱作为无形的棘齿构建了一个能导致电子定向运动的系统模型,并从微观角度作了详细分析,分析结果表明电子的逸出是一个偏离平衡的自发过程,此过程能在产生负熵的同时不消耗有序能.对模型的动力学特征作进一步分析表明,系统具有一般自组织系统普遍的自组织行为特征,并支持"孤立体系可存在零代价的突变"的论点.从不同角度重新分析麦克斯韦妖问题并对热力学第二定律的普适性表示质疑.
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经典热力学晴朗天空的一朵乌云
来自 百度文库
作者：刘家冈，俞稼槃
摘要：
本文简要叙述了徐业林的真空器件的反常电流实验的结果 ,指出该实验的结果与热力学第二定律相矛盾 ,认为该实验具有重大的物理学意义和哲学意义 .
关键词：真空器件的反常电流实验；热力学第二定律；麦克斯韦妖；永动机
全文网址：
https://www.doc88.com/p-54387013214306.html.
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反馈控制或局域平衡热机的性能研究
来自 掌桥科研
作者：王洪辉
摘要：
量子热机利用量子物质作为工质来做功。因为工质的量子特点,量子热机会有一些新奇的性能。例如在一些情况下,量子热机可以超越经典热力学循环的做功极限,同样也可以超越经典卡诺循环的效率。量子热机提供了一个很好的模型体系来学习热力学和量子力学的关系。同时,我们可以重点关注经典和量子热力学系统之间的不同,帮助我们明白热力学过程中的量子到经典的过渡问题。本文提出了几种热机模型。导出了相关热力学参数的表达式,进而分析其热力学性能并进行性能优化,最后得出一些结论。本文具体内容如下:第一章主要介绍了量子热机的一些研究背景。第二章介绍了一些物理知识和相关计算方法。第三章我们提出了一个循环过程涉及一个特定的反馈的奥拓热机,并且理论分析了反馈的影响。我们用随机热力学来确定热机的性能特点,并且指出了其最大功率超越卡诺值的可能性。受反馈影响的最大功率下的效率的解析表达式可以回归到之前推导出的不含反馈的热机的情况。第四章我们分析了一个一般的量子热机模型,其一个循环包含两个绝热过程两个热传输过程,它的工质是由谐振子或者自旋系统构成。在研究的过程中我们用量子主方程体系来描述工质与热源接触的时候的热流。我们将局域平衡描述应用到工作在线性响应体系的热机循环中,并且导出效率和功率的表达式。通过分析单个循环的熵产率,我们定义有线性联系的热力学流和热力学力,通过最大化输出功,我们发现这样的热机满足强耦合条件,并且最大功率下的效率与被认为是线性响应体系下的上限的Curzon-Alhorn效率吻合。第五章我们主要是给出了本文的结论并且讨论了文中的不足之处。在最后给出了研究的方向。
关键词：最大功率下的效率；局域平衡；麦克斯韦妖；奥托循环热机；线性响应体系
