工程熱力学第1讲-第0章绪论.ppt

* 1879年，21岁的狄赛尔毕业，成为一家国际冷冻公司的工程师和推销员。在工作中，他深感蒸汽机的效率低下，于是萌发了设计新型发动机的念头。在1893年发表的文章中他如此描述这种新型发动机：这将是一种新式的理性的机器。实际上，他甚至提前一年申请了专利。为了实现他的想法，他找到奥格斯堡机器制造厂作为合伙者——这便是今天MAN公司的前身。这些条件使狄赛尔在奥格斯堡成功地制造出这种新式发动机成为可能，而狄赛尔当时的年薪是30000马克。 鲁道夫·狄赛尔 1893到1897年间，狄赛尔不断完善发动机的各方面性能。1897年，他成功地制造了一台能安全运转的狄赛尔柴油机。他在奥格斯堡亲手点燃发动机的那一瞬间，一次新的科技革命诞生了。这台于1897年实验的发动机就是后来狄赛尔发动机的原型，它的功率为14瓦特，远远超过当时的蒸汽机和已经发明的奥拓发动机。现在，这台机器被收藏在慕尼黑德意志科技博物馆里。 * * * * * * 研究非平衡态物理系统不可逆过程中热力学现象的宏观理论。局域平衡 　非平衡态的物理系统往往十分复杂，包括处于近平衡区和远离平衡区的物理系统。不可逆过程热力学通学只讨论满足局域平衡条件的非平衡系统，即认为非平衡系统中的局域体积元是平衡的，这是它处理问题的前提。然后以状态参量作为变量场，将热力学函数作为空间坐标和时间坐标的函数，建立运动方程。这样虽然有一定的局限性，但易于从物理意义上描述非平衡系统并得到有价值的结果。 * 耗散结构 耗散结构 理论的创始人是伊里亚·普里戈金(Ilya Prigogine)教授，由于对非平衡热力学尤其是建立耗散结构理论方面的贡献，他荣获了1977年诺贝尔化学奖。普里戈金的早期工作在化学热力学领域，1945年得出了最小熵产生原理，此原理和昂萨格倒易关系一起为近平衡态线性区热力学奠定了理论基础。普里戈金以多年的努力，试图把最小熵产生原理延拓到远离平衡的非线性区去，但以失败告终，在研究了诸多远离平衡现象后，使他认识到系统在远离平衡态时，其热力学性质可能与平衡态、近平衡态有重大原则差别。以普里戈金为首的布鲁塞尔学派又经过多年的努力，终于建立起一种新的关于非平衡系统自组织的理论──耗散结构理论。这一理论于1969年由普里戈金在一次“理论物理学和生物学”的国际会议上正式提出 这是非常技术化的一项工作，物理学家用它来解决了很多实际问题。但是请放心，物理学家大多不清楚他们为什么要这么做，虽然表面上看重正化群跟盒维数的思路很近，但是正如大众对分形的粗浅理解一样，目前大多数物理学家并不清楚重正化群的哲学含义，只是把它当成一种工具而已。因为物理学家一样惧怕数学和哲学，但我们并不怕哲学。 * 浙江大学：侯虞钧院士 马丁—侯(MH)方程 刘仙洲 北洋大学校长 东北大学 有些外文名词的概念很难翻译，他常常苦思多日不得其果，于是就创造出新字，如《热工学》中重要概念熵（ｅｎｔｒｏｐｙ），焓（ｅｎｔｈａｌｐｙ）等字。他发奋编写中文教材，教一门课，便写成一本教材，由普通物理、画法几何、经验计划到机械学、机械原理、热机学、热工学等，编写了15本中文教材，不愧为中国中文版机械工程教材的奠基者。 麦克斯韦是这样构想的，仅被一条狭窄通道相连的两个各自独立的空间中充有处于热平衡的气体。如果有一个小妖精在狭道上充当看门人的角色，它只让快速的分子向一个方向通过，让慢速分子向另一个方向通过。经过一段时间后这两个空间就会产生温差，如果这个小妖存在的话，热力学第二定律就要改写。 其实麦克斯韦的构想有一个漏洞，那就是如果小妖能够控制门的开关，它就必须消耗能量。因此即便创造出了这个妖精，热力学第二定律也不会受到威胁。 吉布斯佯谬Gibbs paradox统计物理学中由于经典理论的局限而导致的一个错误结论。在一个有隔板的容器中，隔板两侧是温度和压强都相同的同一种理想气体，抽去隔板，两侧理想气体混合，根据经典统计理论，混合后理想气体总熵应增加，但实际上总熵并不改变。上述错误结论就是J.W.吉布斯佯谬。吉布斯佯谬来源于经典统计理论把同一种粒子看作是可分辨的，因而交换任何两个处于不同位置的粒子，系统就属于两种不同的微观状态。而量子统计则把同一种粒子看作是不可分辨的，任何两个粒子位置的交换不会增加新的微观状态。正是这一差异导致吉布斯佯谬。吉布斯佯谬表明，粒子的全同性与可分辨性对熵的数值有决定性的意义。吉布斯佯谬是量子统计理论能够成功地纠正经典统计理论某些错误的一个典型例子。 * * * * 在学习本课程时，必须加强实践性环节，即通过生产实习、课程实验、课程设计、电化教学、现场教学及工厂调研等来更好地体会和加深理解所学内容，并在理论与实际的结合中，培养分析和解决实际问题的能力。 “一种工质、两个基本定律、三个守