1简介11 1.1一些语义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 1.2历史里程碑。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 1.3科学哲学注释。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 1.4一些实际应用。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 1.5示例说明家庭作业解决方案样式。。。。。。。。。。。。。。。。。24 1.6热力学系统和控制量。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 1.7宏观与微观。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30 1.8物质的特性和状态。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。33 1.9过程和周期。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。34 1.10基本变量和单位。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。35 1.11热力学的零定律。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 36 1.12次要变量和单元。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 3735 1.11热力学的零定律。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。36 1.12次要变量和单元。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。37
测量参数。温度和压力(以及真空)的测量对于以下方面至关重要: – 先进制造(过程控制) – 生物技术(蛋白质表达、糖基化控制) – 监管机构(CMC、GMP) – 武装部队(温度/压力/应变传感
人工智能 (AI) 与热力学之间的交叉点正在迅速发展,为研究和应用开辟了新的途径。热力学是研究能量转换及其规律的学科,传统上基于既定原理和经验数据。然而,随着人工智能(尤其是机器学习 (ML) 算法)的出现,它有可能彻底改变我们对热力学建模、优化和实验分析的方法。传统上,热力学模型基于既定方程和经验关系。这些模型可能受到其所需的假设和现实世界系统的复杂性的限制。人工智能,尤其是通过机器学习技术,可以开发出更灵活的模型,这些模型可以适应数据并从数据中学习。例如,深度学习算法可以处理大型数据集以识别传统建模方法可能不明显的模式和相关性。这种能力在许多变量以非线性方式相互作用的复杂系统中特别有用。通过在现有热力学数据上构建人工智能模型,研究人员可以创建预测模型来描述系统的行为并优化条件以实现预期结果。
利用密度泛函理论讨论了环状三氧化铬团簇与各种气体的相互作用。研究了 n=1 至 6 的环状 (CrO 3 ) n 团簇。相互作用的气体包括 CO、H 2 、NH 3 、CH 4 和 O 2 。所有相互作用的气体都会从 CrO 3 团簇中吸收氧原子(O 2 除外),留下缺氧的团簇,而环境空气中的 O 2 会重新氧化这些团簇。CrO 3 缺氧团簇具有较低的能隙,这提高了这些团簇对相互作用气体的敏感性。讨论了相互作用的热力学,包括对吉布斯自由能、焓和反应熵的评估。反应温度的变化使用吉布斯能量值显示了反应发生的温度范围。一些气体反应是放热的还是吸热的,具体取决于焓的值。自然键轨道 (NBO) 分析显示了 CrO 3 团簇和气体中每个原子上的电荷。这些电荷解释了团簇和气体之间的反应静电。可以使用能隙和反应速率的变化来计算气体对这些气体的相对敏感度。
摘要:发展量子系统的自洽热力学理论对现代物理学至关重要。尽管它在量子科学和技术中发挥着重要作用,但目前还没有统一的形式来描述一般自治量子系统中的热力学,许多基本问题仍未得到解答。沿着这个思路,大多数当前的努力和方法将分析限制在近似描述和半经典状态的特定场景中。在这里,我们提出了一种基于众所周知的施密特分解来描述任意二分自治量子系统热力学的新方法。这种形式提供了一个简单、精确和对称的框架来表达相互作用系统之间的能量,包括超出标准描述范围的场景,例如强耦合。我们表明,这一过程可以直接识别适合表征物理局部内部能量的局部有效算子。我们还证明这些量自然满足通常的热力学能量可加性概念。
热力学是在 19 世纪发展起来的,它为机械科学和温度测量学提供了统一的框架。当时,其动机非常实用,即利用温度使物体运动 - 正如其名称所表明的那样。换句话说,目标是设计和优化热机,即利用某些“工作物质”的转化将热量转化为功的设备。功和热是交换能量的两种方式,根据热力学第一定律,可以将一种转换为另一种。然而,将热量转化为功就像将铅变成金子一样:它有严格的限制。最著名的是开尔文的“不行”陈述:不可能从单个热水浴中循环提取功。这个“不行”的陈述原来是热力学第二定律的表达之一,它涉及(不可)逆性。这就是物理学的一个最初应用领域如何产生熵和时间箭头等基本概念。事实上,功和热之间的第一个界限与它们交换的(不可)逆性质密切相关。功的概念来自机械科学,代表一种可以可逆交换的能量形式:原则上,没有与功交换相关的时间箭头——至少至少与保守力有关的力是不可逆的。相反,物体与热浴之间的热交换一般是不可逆的:热量会自发地从热物体流向冷物体。具体而言,如果物体与温度为 T h 的热浴循环交换一定量的热量 Q ,与温度为 T c 的冷浴循环交换一定量的热量 − Q ,则热传递的不可逆性质可用现象学公式 Q ( 1 / T c − 1 / T h ) ≥ 0 来描述,如果 T c = T h ,则等式成立。通过这一观察,我们可以将物体与温度为 T 的浴接触时的熵变定义为 ∆ S = Q rev / T ,其中 Q rev 是可逆交换的热量。更多
摘要:量子纠缠会导致热发动机的效率大于Carnot循环的效率。但是,这并不意味着违反了治疗方法的第二定律,因为纯量子状态没有局部平衡,并且在没有局部平衡的情况下,无法正确配制热力学。von Neumann熵不是热力学数量,尽管它可以表征系统的排序。在系统粒子与环境的纠缠中,应重新确定隔离系统的概念。在任何情况下,量子相关性都不会导致违反其任何配方中热力学的第二定律。本文专门讨论有关量子纠缠在热力学中的作用的预期结果的技术讨论。
比特币的能源使用在学者,从业者和公众之间进行了争论。这场辩论通常是有偏见和特征的。因此,我以讨论比特币的基本原理的讨论开始了本文,其中包括广泛持有的误解。接下来,我说明了比特币与能量的关系并描述潜在的激励机制。在论文的主体中,我讨论了比特币能源使用的各种组成部分,包括能量的数量,组成和地理分歧,以及出现的积极和负面影响。然后将这些组件合并为一个综合框架,为未来的学术研究提供了坚实的基础,并为从业者提供了有关如何以及为什么比特币需要能量以及是否可以从环境角度进行理由的全局。
我们解决了一个新的环境,其中第二定律受到质疑:因果订单的量子叠加中的热量,由所谓的量子开关制定。这种叠加已被证明与通道的通信能力的增加有关,从而显然违反了数据处理不平等,并且有可能将热与寒冷分开。我们分析了此信息能力增加过程的热力学。我们展示了信息能力增加与热力学的兼容。我们表明,如果连续热力学的连续热量遵守热力学的第一和第二定律,则可能确实会增加信息能力,如果将它们放置在不确定的顺序上,此外,只有显着限制的增加才有可能。增加是以消耗热力学资源的代价,即与开关相关的连贯性的自由能。
在几何量子力学和经典力学之间的相似之处建立,我们探索了量子热力学的替代基础,该基础利用了基础状态空间的不同几何形状。 我们同时开发了微型典型和规范的集合,将连续混合状态引入量子状态的分布。 我们提出了Qudits气体的实验后果。 我们以固有的方式定义量子热和工作,包括单个对象工作,并以与经典,量子和信息理论熵相符的方式重新制定热力学熵。 我们提供了热力学的第一和第二定律和Jarzynki的波动定理。 结果比传统上可用的更透明的物理学,其中数学结构和物理直觉在经典和量子动力学上被认为是紧密对准的。,我们探索了量子热力学的替代基础,该基础利用了基础状态空间的不同几何形状。我们同时开发了微型典型和规范的集合,将连续混合状态引入量子状态的分布。我们提出了Qudits气体的实验后果。我们以固有的方式定义量子热和工作,包括单个对象工作,并以与经典,量子和信息理论熵相符的方式重新制定热力学熵。我们提供了热力学的第一和第二定律和Jarzynki的波动定理。结果比传统上可用的更透明的物理学,其中数学结构和物理直觉在经典和量子动力学上被认为是紧密对准的。