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《非平衡态热力学和耗散结构》 李如生 编著 清华大学 出版社 1986年04月 第一版 给出了 四道衡算方程
[楼主] 作者:541218  发表时间:2010/07/26 12:02
点击:1146次

《非平衡态热力学和耗散结构》 李如生 编著 清华大学 出版社 1986年04月 第一版 一共给出了 四道衡算方程
第60页的 §2.3.1 质量守恒方程;第62页 §2.3.2 动量守恒方程;第63页 §2.3.3 能量守恒方程;第67页 §2.3.4 熵平衡方程。

对于单元系流体只含有 1,压强分布函数;2,密度分布函数;3,温度分布函数;4 热流密度分布函数;5,速度分布函数;

由上面的四道衡算方程再结合物态方程恰好联合成五道(恰定)方程组。

对于在匀强力场中绝热封闭的死寂态理想气体柱,由于其各部分的速度等于零,而且各部分的热流密度 都等于零;所以只剩下 前三种分布函数: 1,压强分布函数;2,密度分布函数;3,温度分布函数;

自变量也由时间与空间坐标两类退化为空间坐标,不再存在时间自变量(因为死寂态体系的一切热力学参量都与时间无关)。所以所有常数必须与空间坐标也无关。也就是说 能量守恒 也就是要求比能量与坐标无关!显然不可能达到!
当然同时也就只能剩下两道衡算方程:显然不再存在 质量守恒方程 与 能量守恒方程;因为这两道方程必须包含速度与热流函数;而动量守恒方程则简化为 静力平衡条件;所以 只剩下 动量守恒方程(已被简化为静力平衡条件)与熵平衡方程,再结合物态方程;也正好构成了死寂态流体的三个分布函数的 恰定方程组。

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[楼主]  [2楼]  作者:541218  发表时间: 2010/07/26 20:29 

对于力场中的死寂态;可用排除法逐个淘汰 质量守恒方程、能量守恒方程、熵平衡方程,当中的两个, 首先 质量守恒方程 对于死寂态 必须演化为 密度与参考高度无关;其次能量守恒方程必须演化为体系各处的比能量与其参考高度无关;最后 熵平衡方程 必须演化为 体系各处的比熵必须与其参考高度无关。很显然,首先必须放弃质量守恒方程,因为在力场中的死寂态,各处的质量密度显然不相等。下面就剩下能量守恒方程与熵平衡方程,无论是比能量与其参考高度无关;还是比熵与其参考高度无关;都意味着体系的温度必然是其参考高度的函数!


至于进一步的追究,究竟是比能量与其参考高度无关;还是比熵与其参考高度无关;这可考虑到气团在绝热准静态可逆上升的过程,由于气团在准静态上升过程要逐渐膨胀并对相邻气团做功,必然消耗气团的内能,所以气团在准静态无粘滞可逆上升的过程,其 比能量 并不保持相等,但气团在准静态可逆上升过程,也就是绝热膨胀过程,既保持其比熵不变的过程;具体分析表明,在满足比熵不变的过程,并不能满足其比能不变。

所以只能保留 比熵平衡方程。

这就是 只保留 动量守恒方程(已经演变为 静力平衡条件 );比熵平衡方程;再结合 其 物态方程 便构成了 完备的 死寂态 热力学方程组 ;从中求出,压力分布函数、密度分布函数与温度分布函数。从而可有理有节地获悉死寂态热力学体系的一切热力学信息。
[楼主]  [3楼]  作者:541218  发表时间: 2010/07/27 12:04 

当(比)物理量与时间无关时,称之为守恒量;当其与空间坐标无关时称之为平衡量。

平衡量必然属于守恒量。

守恒量却不都属于平衡量,如体系各点的 比能量虽然与时间无关,但各点却往往拥有不同的比能量;所以比能量就不属于平衡量。

对于死寂态体系,讨论其 比物理量 的平衡性更有意义!寻找死寂态体系的 平衡物理量 乃认知死寂态体系的有效途径。

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