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非平衡热力学中传热过程熵产表达式的修正
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O414.11[理学—理论物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]清华大学航天航空学院热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51076080 51136001); 清华大学自主科研计划资助的课题
中文摘要:

熵产是非平衡热力学中的核心物理量,传统上表示为广义力(驱动力)与广义流的乘积.这种表达存在两方面缺陷:一是广义力与广义流的拆分具有任意性;更重要的是,以其计算热波传递时熵产可以为负值,从而违反热力学第二定律.本文基于热质理论分析表明,传热过程的熵产实质上是由热质流体的热质能耗散引起的,所以熵产中的力不是驱动力而是阻力,并且具有力的量纲.由此提出的熵产修正表达式,不仅在计算热波传递过程中熵产恒为正值,与扩展不可逆热力学中的熵产表达式一致,而且不存在力和流拆分的任意性.

英文摘要:

The entropy production is expressed as the product of the generalized force(driving force) and generalized flux,which plays a central role in classical non-equilibrium thermodynamics.This expression has shortcomings in two aspects:first,the decomposition into generalized fluxes and forces is arbitrary to some extent;more importantly,the entropy production is negative value calculated in heat wave propagation,which breaks the second law.In this paper,we carry out analyses based on the thermomass theory and show that the entropy production is induced by the dissipation of thermomass energy during heat condution.The generalized force of entropy production is not driving force but resistive force,having a unit of force in Newton's mechanics.The modified expression for entropy production not only guarantees its positiveness in propagation of heat waves consistent with the extended irreversible thermodynamics, but also avoids the arbitrariness of decomposition.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876