科学网—jitaowang的留言板

IP: 61.50.138.* [29]孙梦然 2011-11-6 00:45

这下我是明白了，谢谢您的耐心！

IP: 61.50.138.* [28]孙梦然 2011-11-4 16:27

您在上次回复我时提到，如果能把这部分"退化或品位下降"(耗散)的有效能量都变成功, 就是无耗散.我所不理解的是，既然品位的下降都变成了有用功，也就是无耗散了，为什么将"退化或品位下降"的有效能量叫做耗散？这个过程究竟是耗散还是无耗散呢？

我的回复(2011-11-4 16:57)：高温的Q 变成了低温的Q, 是品位下降. 但是并不是低温的Q就不能对外作功! 而是对外作功的能力下降. 仅仅这"下降"的部分称为耗散!

IP: 61.50.142.* [27]孙梦然 2011-11-3 20:23

谢谢您的解答！可否这样理解，如果从高温热源放出热量Q到低温热源，耗散掉的能量为Q1，全部转化为了有用功，再令Q0=Q-Q1的话，那么效率就是Q1/Q，而我所理解的“不能完全转化”的原因是由于Q0并没有耗散，而是继续以高品位能量的形式保存在系统之中呢？

我的回复(2011-11-4 15:57)："如果从高温热源放出热量Q到低温热源，耗散掉的能量为Q1"这句话不清楚, 可能不符合能量守恒定律! 是否可以写成: 从高温热源流出热量Q, 而流到低温热源的热量是Q'. 两者的热量差变成了有用功W, 则效率就是Q-Q'/Q=W/Q. 如果此效率等于卡诺热机的效率就是非耗散的能量转换, 效率最高.
高温热源的Q, 和低温热源的Q, 两者能量可以相同(例如都是100焦耳), 但是品位是不同的, 即对外作功能力是不同的.

IP: 222.175.249.* [26]赵增典 2011-11-3 08:08

是的压强：15GPa=152957.43Kgf/cm2=0.00382 gf/5nm2
上述关系说明，当面积减小时，压力自然变小。
颗粒减小了，需要外力亚很小。

我的回复(2011-11-3 10:20)：压强不是你的力. 除非你先设计一个纳米大小的高温高压腔. 如果你能做到, 可以一试. 注意容器的材料也必须能够承受这样的温度和压强.

IP: 222.175.249.* [25]赵增典 2011-11-2 22:30

金刚石的形成需要温度和压力，那么假设当碳颗粒为10nm粒径时，外力是否很小就可以将其晶格扭曲、变形为金刚石呢？即便在室温下。对此我感觉到了一些蛛丝马迹，但是似乎违反常理。

我的回复(2011-11-2 23:17)：我估计在平衡条件下不会很容易生成纳米金刚石.　注意高温高压法中所需要的不是压力而是压强.　需要的压强不会很小.　

IP: 222.175.249.* [24]赵增典 2011-10-31 21:29

“激活低压人造金刚石的反应机理”方面的文献有哪些，请指教。

我的回复(2011-11-1 07:09)：目前就我所知, 对“激活低压人造金刚石的热力学耦合模型"研究只有我们一家能站住脚. 其中也包含"反应机理”. 可以看我的"现代热力学"一书.

IP: 222.175.249.* [23]赵增典 2011-10-31 14:10

王老师，谢谢您的回复。
当石墨为纳米颗粒时，收到外力作用不一定会全部便成为单层的石墨烯，可能还会受到来自不同发行的力的作用，当受到平行于石墨片层的力作用时，可能会剥落片层，成为更薄的石墨纳米片；当垂直于石墨片层结构的力作用后，是否晶格会“压缩”而发生相变，成为纳米金钢石？

我的回复(2011-10-31 16:35)：高压金刚石的生成原理确实可以理解为石墨受压发生的相变. 但是这个压强非常高. 我估计还是氢原子管用. 或者说生成的应该是纳米"金刚石烷". 否则就需要非常高的压强下生成.

IP: 222.175.249.* [22]赵增典 2011-10-30 22:03

王老师您好：当石墨为纳米尺寸时，机械作用会使其晶格扭曲，能否发生石墨-金刚石的相变呢？也就是，室温下形成纳米金刚石的有利条件是什么？我对此始终疑惑。谢谢！

我的回复(2011-10-31 04:52)：我估计不会. 单层的石墨能够形成石墨烯. 但是单层的金刚石就不能稳定存在. 这很可能就是单层金刚石上下方都有大量游离的悬挂键, 不稳定. 室温下形成纳米金刚石的条件很可能也是需要氢原子来消除悬挂键. 不过那时已经是饱和的多环碳氢化合物了.

IP: 61.50.138.* [21]孙梦然 2011-10-20 10:28

王老师，您好！有个关于扩展卡诺定理的疑问想请教您，这个问题已经困扰我多时。
在相同的高温热源和低温热源之间工作的热机，最高的转化效率是过程循环是无耗散的。但是为什么即使是无耗散的循环，也不能完全转化呢？是否是因为所谓的能量“品位”的降低，能量品位降低与“耗散”又是什么关系呢，不算是“耗散”的一种么？
殷切期盼您的赐教，谢谢！

我的回复(2011-10-20 19:16)：这是一个很好的问题, 但是和扩展卡诺定理可能并没有直接关系. 即使根据卡诺定理一般也不能把热完全转化为功. 尽管如此我还是试图回答你的问题:
1. 根据开尔文的第二定律表述: 不能从单一热源把热完全转化为功(不引起其他变化). 同时根据摩擦生热就可以完全转化. 因此清楚地知道: 热和功都是能量, 但是其中对外作功的能力(有时称为有效能或自由能等)是不同的. 也可以称为能量的品位是不同的.
2. 无耗散是指没有有效能的降低. 在等温等压下无耗散就是没有Gibbs自由能的减少.
3. 根据克劳修斯的第二定律表述就可以知道: 热量从高温热源流到低温热源, 能量没有被消灭, 但是发生了能量的"退化或品位下降"(耗散). 如果能把这部分"退化或品位下降"(耗散)的有效能量都变成功, 就是无耗散.
如果还有问题, 请再提出. 我还可以把卡诺把高温到低温热流比成水从高处流到低处作功的形象想法告诉你.

IP: 58.41.186.* [19]卢湘岳 2011-10-6 18:19

不知为什么，我点击回打招呼时会出现“内部错误”字样。2011.10.6.

IP: 159.226.89.* [18]徐光华 2011-8-3 20:19

王老师您好！买您的书也有一段时间了，但是一直忙于其他事，疏于阅读，直到现在也没有完全看懂，看完，但已然获益非浅。现有如下一些问题需请教：
1）您提到的螺旋式反应，让我想起程序设计中的循环。它与一般的耗散过程的不通之处在于这个过程反复发生。我觉得卡诺循环就是一个这种意义上的循环，系统经历不同的状态之后又回到原初，而热则从高温物体转到低温物体，卡诺循环是一个抽像的模型，其具体实现可以有不同形式。另一方面，因为理想的卡诺循环是非耗散的，所以理想的螺旋反应也是非耗散的。
2）Onsager的倒易原理好像有一个变分原理，我不很明白，王老师是否可以解释下这个。
3）另外Pripogine的最小熵产生原理的推导是否需要先假设系统存在扩散为零和热流为定常的定态？然后说明它是熵产生的最小。是否可以从Onsager倒易关系直接推导出有哪些定态的存在以及分析其稳定性？
4）对于王老师区分了可逆和非耗散，我觉得似乎不必要，反而会让人有些摸不着头脑。因为可逆的卡诺过程本身就是理想的，而不是指现实的过程，而燃料电池的例子是一个现实的过程。如果非要区分可逆和非耗散，并扩展卡诺原理，那么应该举出一个跟卡诺过程类似的、抽象的“扩展卡诺过程”，并在其中区分出可逆、非耗散、耗散这三种形式。不然的话，只是卡诺定理在言语表述上需要改进一下，而不是定理本身需要被扩展。如果以气体为例子，状态回到原初也并非指所有的气体分子都回到了原来的地方，所以完全意义上的“可逆”是做不到的，也没有被要求做到。
谢谢！

IP: 58.246.103.* [17]王季陶 2011-6-23 06:53

现代热力学的发展不是依靠假定, 而是依靠最新实验事实. 特别是激活低压人造金刚石,燃料电池,化学振荡等. 至今还没有找到比我们更好的理论说明. 谢谢.

IP: 222.195.72.* [16]梁剑文 2011-5-9 20:28

找到了，谢谢啊

我的回复(2011-5-9 20:32)：ok

IP: 222.195.72.* [15]梁剑文 2011-5-9 20:01

王老师，您的那本《现代热力学》怎么现在这么难买到啊，找了好久啊.....

我的回复(2011-5-9 20:15)：卓越网上有, 非常便宜: 31元/本! 可能还是送货上门, 有发票, 见货付钱的! http://www.amazon.cn/s/ref=nb_sb_noss?__mk_zh_CN=%E4%BA%9A%E9%A9%AC%E9%80%8A%E7%BD%91%E7%AB%99&url=search-alias%3Dstripbooks&field-keywords=%E7%8E%B0%E4%BB%A3%E7%83%AD%E5%8A%9B%E5%AD%A6&x=18&y=17

IP: 159.226.89.* [14]徐光华 2011-5-5 20:51

今天买了一本王老师的《现代热力学──基于扩展卡诺原理》，没想是精装的，不过价格却不贵。等看完了，再与王老师讨论。

我的回复(2011-5-5 21:16)：谢谢. 至少我相信国内外都没有相似的专著. 等着你多提宝贵意见.

IP: 112.91.148.* [13]邱嘉文 2011-2-25 15:08

欢迎王老师指导：热力学耦合现象的启示。http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=33982&do=blog&id=416410

我的回复(2011-2-25 20:13)：谢谢. 我写了三条评论. 热力学的基础对很多研究工作都是非常重要的.

IP: 121.22.29.* [12]taoli 2011-2-23 17:23

王先生你好，我想请教两个问题：何为非平衡相图，提出非平衡相图的意义所在？相变和弛豫的异同？（初入门者请教）

我的回复(2011-2-23 20:15)：非平衡相图是现代热力学中才出现的新领域(又称非耗散热力学). 也就是在非平衡条件下的相平衡. 例如在通常的低压下, 石墨是碳的稳相, 金刚石是亚稳相. 可是在大量氢原子(恒定的浓度)存在的低压下, 石墨是碳的亚稳相, 而金刚石是稳相, 因此可以在低压下生长人造金刚石. 这是上世纪90年代轰动世界的大事情! 我还不清楚你的专业特长, 有问题我们还可以进一步联系. jtwang@fudan.ac.cn (注意后面不是fudan.edu.cn)

IP: 219.245.139.* [11]陈绥阳 2011-2-17 23:11

学人亭祝博友元宵节快乐。

我的回复(2011-2-18 10:17)：谢谢!

IP: 123.185.201.* [10]王修慧 2011-2-5 23:31

王老师，新年快乐！

我的回复(2011-2-17 20:29)：谢谢. 到元宵节才回复!

我的回复(2011-2-6 01:21)：王老师.
谢谢. 新年快乐, 身体健康!

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