XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System热力学
热力学，能量耗散和储能系统优点的数字 - 关键审查
摘要：缓解全球气候变化和全球二氧化碳排放的途径导致化石燃料以可再生能源的发电而大规模替代化石燃料。向可再生能源的过渡需要开发大规模存储系统，以满足消费者的小时需求。本文概述了可用的储能系统，可帮助过渡到可再生能源。该系统被分类为机械（pH，CAES，流动，弹簧），电磁（电容器，电气和磁场），电化学（电池，包括电池电池），氢和热能存储系统。重点放在每个系统能够实现的能源存储的大小上，热力学特性，系统适合于系统的相关形式以及在充电和放电期间的相关形式以及能量消散。
CHAP E4120 Ben O'Shaughnessy 教授 3 分 先决条件：热力学、初等概率论和统计过程、微积分。
课程背景 统计力学解释热力学并能够根据分子计算材料特性。 当热力学刚刚发展起来时，人们并不知道物质是由分子组成的！因此，热力学定律的起源也是未知的。 (1) 热力学并没有告诉我们定义材料的状态函数是什么，E(S,V,N) 还是 F(T,V,N) 还是 G(T,P,N) 还是 H(S,P,N) 等。这些函数是热力学定律的输入数据，必须针对每种材料进行测量。我们不能使用热力学来计算这些函数。 (2) 热力学也没有基本的微观基础——它基于经验假设。第二定律和熵特性的存在基于经验假设，通常是“热量不会自发地从一个物体流向另一个更热的物体。”为什么这是真的？热力学无法回答这个问题。统计力学给出了答案，而且非常简单。1874 年，奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼 (Ludwig Boltzmann) 提出了著名的熵假说，将宏观（热力学）世界与微观世界联系起来：𝑆= 𝑘 𝐵 𝑙𝑛 Γ 。其中 Γ 是可能状态的数量（与约束条件一致），𝑘 𝐵 是玻尔兹曼常数。因此，我们所要做的就是计算分子可能处于多少种状态，这就可以得出熵（从中可以得到所有其他热力学函数，如 F、G、H、Ω ）。因此，如果分子是已知的（因此它们的相互作用也是已知的，等等），那么就可以得到所有的热力学函数，并且可以预测所有材料在不同过程中的性质和行为。第二定律 ΔS 宇宙 > 0 是玻尔兹曼假设的必然结果，也是合乎逻辑的。很明显，这一定律完全是材料分子性质的结果。它解释了时间之箭，这是牛顿和量子力学基本自然定律中缺失的，这些定律表现出 t→-t 不变性（想象一下台球桌上两个球的碰撞——如果你倒着播放这部电影，你不会知道，因为牛顿定律仍然适用）。基于分子的工程设计。因此，统计力学提供了微观和宏观、分子世界和材料世界之间的联系。因此，它为现代分子工程时代打开了大门，这是化学工程的现在和未来的核心。统计力学使我们能够设计分子（甚至构建全新的分子，如聚合物），这些分子将构成具有所需特性的新材料，构建利用分子应用于传感和其他新技术的纳米级设备，或了解活细胞中的分子机制，从而指导疾病的治疗和预防。统计分析的计算技术。当然，统计力学是关于统计学。它是统计分析的科学，其概念和工具旨在分析和理解涉及大量变量的复杂随机过程。当今用于解决涉及大量变量的统计问题的计算方法库主要诞生于统计力学领域。如今，这些方法不仅用于分子系统的研究，还用于从大脑神经回路到人工智能再到数据科学的各种应用。
PCM 质量对太阳能空气加热器热力学和热性能的影响：数值和分析研究
利用相变材料 (PCM) 等热存储单元是改进太阳能空气加热器 (SAH) 的合适方法。本研究试图评估 PCM 质量值对 SAH 热动力学和热性能的影响。为此，开发了一个分析热力学模型，并通过可用的实验数据进行了验证。该模型提供了一个强大的数值框架来模拟相变现象，并分析使用各种 PCM 质量的 SAH 的热动力学和热性能。使用开发的分析模型考虑了四种情况，包括使用 0、30、60、90 千克 PCM 的 SAH。所得结果表明，通过将 PCM 质量增加到 0 到 90 千克之间，最高出口温度降低了约 20%；然而，加热时间延长到太阳能供应不足的时期。与不使用 PCM 的 SAH 相比，使用 90 千克 PCM 质量的 SAH 的热性能提高了近 14.5%。采用 90 千克 PCM 的 SAH 的热性能略高于采用 30 千克 PCM 的 SAH；因此，存储的热能中很大一部分在夜间通过与周围环境的热交换而损失。所得结果还表明，尽管存在潜热能，但由于石蜡的热导率低，日落后采用不同 PCM 质量的 SAH 的出口空气温度曲线接近。
量子过程的热力学实现
摘要：最近对小规模系统热力学的理解使我们能够表征在固定输入状态下实现量子过程的热力学要求。在这里，我们扩展了这些结果，以构建给定过程的最佳通用实现，即即使在多次独立且相同分布 (iid) 重复该过程之后，对于任何可能的输入状态都是准确的实现。我们发现，这种实现的最佳工作成本率由过程的热力学容量给出，这是一个单字母和附加量，定义为通道输入和输出之间相对熵与热状态的最大差异。除了作为量子通道逆香农定理的热力学类似物之外，我们的结果还引入了量子典型性的新概念，并提出了凸分裂方法的热力学应用。
量子相关性可以导致违反热力学的第二定律吗？
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。
量子和信息热力学的简短故事
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
b' 能源系统 MECH 431：高级流体力学 MECH 442：供暖、通风和空调系统 MECH 443：高级热力学 MECH 444：风力发电系统 MECH 445：低温工程 MECH 446：海洋工程概论 MECH 447：能源系统 MECH 449：燃料电池技术 MECH 452：用于生物医学和能源应用的微流体技术 MECH 459：混合动力电动汽车基础 MECH 493：热流体系统设计 MECH 494：热流体和质量传递简介 MECH 497：绿色汽车技术项目主题、论文或项目课程* 见下页。'
b' 能源系统 MECH 431：高级流体力学 MECH 442：供暖、通风和空调系统 MECH 443：高级热力学 MECH 444：风力发电系统 MECH 445：低温工程 MECH 446：海洋工程概论 MECH 447：能源系统 MECH 449：燃料电池技术 MECH 452：用于生物医学和能源应用的微流体技术 MECH 459：混合动力电动汽车基础 MECH 493：热流体系统设计 MECH 494：热流体和质量传递简介 MECH 497：绿色汽车技术项目主题、论文或项目课程* 见下页。'
热力学能源存储的进度和前景 - 关键评论
1个清洁能源工艺（CEP）实验室，化学工程系，伦敦帝国学院，伦敦SW7 2AZ，英国2个国家可再生能源实验室，15013年，丹佛西部公园大道，戈尔登，美国公司80401，美国3月3日，美国工程系3新加坡5号机械与航空航天工程学院清洁技术循环637141，南南技术大学，南南大街50号，639798，新加坡6伯明翰伯明翰化学工程中心，伯明翰大学伯明翰大学，埃德格巴斯顿大学，伯明翰B15 2TT，Unterning Kingnom Aerospace Center（Instuction）伯明翰大学，伯明翰大学，伯明翰大学（Edgbaston） Pfaffenwaldring 38-40，斯图加特70569，德国8工程研究所，中国科学院（CAS），北京100190，中国人民共和国∗
核量子对热力学，结构...
我们使用Q-tip4p/f模型对H 2 O和D 2 O进行途径分子动力学（PIMD）模拟。在P = 1 bar上进行模拟，并在包括平衡（T≥273K）和超冷（210≤t<273 K）的水中的广泛温度下进行。根据PIMD模拟计算得出的H 2 O和D 2 O的密度与平衡和超冷态的实验非常吻合。我们还特别地评估了重要的治疗性响应函数，即热膨胀系数αP（t），等热压缩性κt（t），同异含量热容量C P（t）和静态介电常数ε（t）。尽管这些特性在优秀的[αp（t）和κt（t）]或半定量协议[c p（t）和ε（t）]中，并在平衡方面进行了实验，但在冷却后，它们越来越被低估。随之而来的是，在（q-tip4p/f）水的PIMD模拟中包含核量子效应并不足以在密度，熵和电动偶极力矩时的异常大弹性中繁殖过的大型大型爆发。已经假设水可能在p> 1 bar的超冷态中表现出液 - 液体临界点（LLCP），并且这样的LLCP在1 BAR中在C P（T）和κt（t）中产生最大值。还将RPMD/PIMD模拟的结果与从Q-TIP4P/F水的经典MD模拟获得的相应结果进行了比较，其中原子由单个相互作用位点表示。与该假设一致，尤其是与实验相一致的，我们发现在q-Tip4p/f的κt（t）中，在t≈230-235k处的Q-Tip4p/f轻和重水。在C P（t）中未检测到C P（T）中的最大值。我们还可以在T≥210K中检测到diffusion coeffusion coeffusion coeffusion coeffience coeffience coefient coefient coefient coefient coefient difientient（t）t 2 ofirient difientirient（t）t 2 o和t 2 o。 Dynamics（RPMD）技术，发现计算机模拟与所研究的所有温度都非常吻合。令人惊讶的是，我们在所研究的大多数属性中发现了较小的差异，c p（t），d（t）和结构属性是唯一的（预期）例外。