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非平衡热力学中传热过程熵产表达式的修正

董源 过增元

非平衡热力学中传热过程熵产表达式的修正

董源, 过增元
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  • 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.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51076080, 51136001)和清华大学自主科研计划资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-09
  • 修回日期:  2011-05-18
  • 刊出日期:  2012-03-15

非平衡热力学中传热过程熵产表达式的修正

  • 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
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51076080, 51136001)和清华大学自主科研计划资助的课题.

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.

English Abstract

参考文献 (32)

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