【摘要】：熱力學(xué)的本質(zhì)研究內(nèi)容是系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外界的能量的相互作用;無論是傳熱還是做功,本質(zhì)都是能量之間的傳遞和轉(zhuǎn)移;自然界中能量轉(zhuǎn)移的普遍性和統(tǒng)一性,是熱力學(xué)的研究的普遍性的基礎(chǔ)。熱力學(xué)是通過定義系統(tǒng)的相應(yīng)狀態(tài)參量和狀態(tài)函數(shù)來描述系統(tǒng)的能量變化,所以狀態(tài)的表達、尤其是平衡狀態(tài)的表達,是經(jīng)典熱力學(xué)中的重中之重。熱力學(xué)平衡態(tài)是系統(tǒng)能量最低的狀態(tài),在沒有外界作用的條件下任何非平衡態(tài)最終都會趨向于平衡態(tài),熱力學(xué)系統(tǒng)只有在平衡態(tài)時才能用統(tǒng)一的狀態(tài)參量來描述。電磁場能夠有效地強化傳熱傳質(zhì)過程,對電介質(zhì)系統(tǒng)的平衡及其穩(wěn)定性有明顯地作用。利用熱力學(xué)定律將電場能量引入熱力學(xué)基本微分式,構(gòu)建了電場作用下電介質(zhì)系統(tǒng)的熵函數(shù),利用平衡態(tài)及其穩(wěn)定性的熵判據(jù)導(dǎo)出了靜電場作用下電介質(zhì)系統(tǒng)的平衡條件及穩(wěn)定條件。相比沒有電場作用,平衡條件要求系統(tǒng)各相的等效壓強、等效化學(xué)勢和平行極板間電場強度相等;穩(wěn)定條件要求產(chǎn)生電場的電荷量與電勢成正比。電場作用下的等效壓強包括了電場極化作用的力學(xué)效果,力學(xué)平衡由壓強和電極化力共同決定;等效化學(xué)勢包括了電場極化勢能的效果,相平衡由濃度和電勢能共同決定。利用相應(yīng)的等效熱力學(xué)相關(guān)參量和狀態(tài)方程,就可以將電場作用下的電介質(zhì)系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)準確的描述出來,將電場對系統(tǒng)的作用方式和影響與經(jīng)典的熱力學(xué)系統(tǒng)變化統(tǒng)一起來。本文得出的所有熱力學(xué)結(jié)論都有實驗文獻支持,與實際相符。
文內(nèi)圖片：
圖片說明：電場作用下水滴在棕櫚油中的變形示意圖
[Abstract]:The essence of thermodynamics is the interaction between the energy of the system and the outside world, whether it is heat transfer or work, and the universality and unity of energy transfer in nature is the basis of the universality of thermodynamics. Thermodynamics describes the energy change of the system by defining the corresponding state parameters and state functions of the system, so the expression of state, especially the expression of equilibrium state, is the most important thing in classical thermodynamics. Thermodynamic equilibrium state is the state with the lowest energy of the system. Under the condition of no external action, any non-equilibrium state will eventually tend to equilibrium state. Only in the equilibrium state can the thermodynamic system be described by unified state parameters. The electromagnetic field can effectively enhance the heat and mass transfer process and has an obvious effect on the balance and stability of the dielectric system. The entropy function of the dielectric system under the action of electric field is constructed by introducing the electric field energy into the basic differential equation of thermodynamics by using the law of thermodynamics. The equilibrium condition and stability condition of the dielectric system under the action of electrostatic field are derived by using the entropy criterion of equilibrium state and its stability. Compared with the absence of electric field, the equilibrium condition requires the equivalent pressure of each phase of the system, and the equivalent chemical potential is equal to the electric field intensity between parallel electrodes, and the stable condition requires that the amount of electric field generated is proportional to the electric potential. The equivalent pressure under the action of electric field includes the mechanical effect of electric field polarization, the mechanical balance is determined by the pressure and polarization force, the equivalent chemical potential includes the effect of electric field polarization potential energy, and the phase equilibrium is determined by both concentration and potential energy. By using the corresponding equivalent thermodynamic parameters and equations of state, the thermodynamic properties of the dielectric system under the action of the electric field can be accurately described, and the mode and influence of the electric field on the system can be unified with the changes of the classical thermodynamic system. All the thermodynamic conclusions obtained in this paper are supported by the experimental literature and are in good agreement with the actual situation.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O642

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本文編號：2512038