量子氣體熱力學(xué)循環(huán)性能的研究.pdf

1、量子熱力學(xué)是現(xiàn)代熱力學(xué)的一個熱點問題，主要研究各種量子系統(tǒng)為工質(zhì)的熱力學(xué)循環(huán)的性能。20世紀(jì)后期，一些學(xué)者將熱力學(xué)研究延伸到以量子系統(tǒng)為工質(zhì)的熱力學(xué)循環(huán)系統(tǒng)中去，得到了一些不同于經(jīng)典熱力學(xué)循環(huán)的有意義的結(jié)果。近年來，量子熱力學(xué)取得了長足發(fā)展。量子氣體熱力學(xué)循環(huán)性能的研究對于低溫情況下的熱力學(xué)循環(huán)，特別是對于超低溫制冷循環(huán)的研究具有重要的理論指導(dǎo)意義。 量子熱力學(xué)主要涉及以量子體系(如：諧振子體系和自旋體系等)為工質(zhì)的熱力學(xué)循環(huán)和

2、以量子氣體為工質(zhì)的熱力學(xué)循環(huán)。本論文主要研究以量子氣體為工質(zhì)的熱力學(xué)循環(huán)的性能。 第二章簡要地介紹了量子熱力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展及研究現(xiàn)狀。 第三章探討了幾種以量子氣體為工質(zhì)的不可逆熱力學(xué)循環(huán)的性能特征。根據(jù)量子氣體的熱力學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)方程，導(dǎo)出量子氣體的內(nèi)能、熵、等容熱容量和等壓熱容量等熱力學(xué)量的表達式，進而分析不可逆卡諾循環(huán)，奧托循環(huán)和布雷頓循環(huán)的輸出功和效率等性能參數(shù)。分析了量子氣體的簡并性對循環(huán)的性能的影響，闡明了以玻色

3、氣體為工質(zhì)的不可逆奧托循環(huán)和布雷頓循環(huán)的輸出功與效率均大于以經(jīng)典氣體為工質(zhì)的不可逆奧托循環(huán)和布雷頓循環(huán)的輸出功與效率，以費米氣體為工質(zhì)的不可逆奧托循環(huán)和布雷頓循環(huán)的輸出功與效率均小于以經(jīng)典氣體為工質(zhì)的不可逆奧托循環(huán)和布雷頓循環(huán)的輸出功與效率。 第四章研究了回?zé)崾讲豢赡鎶W托制冷循環(huán)和回?zé)崾剿固亓譄釞C循環(huán)的性能?；诹孔託怏w的熱力學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)方程，本章分析了量子氣體奧托循環(huán)和斯特林循環(huán)的回?zé)崽卣鳌＝Y(jié)果表明量子氣體斯特林熱機不具備理想