第一篇：研究生材料熱力學(xué)重點(diǎn)總結(jié)

熱力學(xué)第一定律：能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：自然界的一切物質(zhì)具有能量，能量有各種不同形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化中，能的形式可以轉(zhuǎn)化，但能量的總值不變。將能量守恒定律應(yīng)用到熱力學(xué)上，就是熱力學(xué)第一定律。熱力學(xué)第一定律反映了系統(tǒng)對外作功必須從外界吸收熱量或者減少系統(tǒng)內(nèi)能，即第一類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)。

熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)形式：ΔU = Q + W

物理意義：體系內(nèi)能的增量等于體系吸收的熱量減去體系對環(huán)境作的功。包括體系和環(huán)境在內(nèi)的能量守恒。熱力學(xué)第二定律：功可以自發(fā)地全部變?yōu)闊幔珶岵豢赡苋哭D(zhuǎn)化為功，而不引起任何其它變化，即不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其它變化。實(shí)質(zhì)：自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的。熱力學(xué)第二定律指出，凡是自發(fā)過程都是不可逆的，而且一切不可逆過程都可以與熱功交換的不可逆性相聯(lián)系。本質(zhì)：一切不可逆過程都是向混亂度增加的方向進(jìn)行。熱力學(xué)第三定律所描述的就是關(guān)于絕對零度時(shí)的熵S0的問題：在OK時(shí)任何純物質(zhì)的完美晶體的熵值等于零。只要測得熱容Cp和其它量熱數(shù)據(jù)，便可計(jì)算出物質(zhì)在溫度T時(shí)的熵值，從而使過程熵變的計(jì)算問題得到解決。

五.計(jì)算題

純金屬固態(tài)相變的體積效應(yīng)：除非有可以理解的特殊理由，所有純金屬的加熱固態(tài)相變都是由密排結(jié)構(gòu)向疏排結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。即，加熱相變要引起體積的膨脹。

第二篇：熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理各章重點(diǎn)總結(jié)

第一章

1、與其他物體既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的系統(tǒng)稱為孤立系；

2、與外界沒有物質(zhì)交換，但有能量交換的系統(tǒng)稱為閉系；

3、與外界既有物質(zhì)交換，又有能量交換的系統(tǒng)稱為開系；

4、平衡態(tài)的特點(diǎn)：1.系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)都不隨時(shí)間變化；2.熱力學(xué)的平衡狀態(tài)是一種動(dòng)的平衡，常稱為熱動(dòng)平

衡；3.在平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)宏觀物理量的數(shù)值仍會發(fā)生或大或小的漲落；4.對于非孤立系，可以把系統(tǒng)與外界合起來看做一個(gè)復(fù)合的孤立系統(tǒng)，根據(jù)孤立系統(tǒng)平衡狀態(tài)的概念推斷系統(tǒng)是否處在平衡狀態(tài)。

5、參量分類：幾何參量、力學(xué)參量、化學(xué)參量、電磁參量

6、溫度：宏觀上表征物體的冷熱程度；微觀上表示分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度

7、第零定律：如果物體A和物體B各自與處在同一狀態(tài)的物體C達(dá)到熱平衡，若令A(yù)與B進(jìn)行熱接觸，它們也將

處在熱平衡，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)稱為熱平衡定律

8、t=T-273.59、體脹系數(shù)、壓強(qiáng)系數(shù)、等溫壓縮系數(shù)、三者關(guān)系

10、理想氣體滿足：玻意耳定律、焦耳定律、阿氏定律、道爾頓分壓

11、準(zhǔn)靜態(tài)過程：進(jìn)行得非常緩慢的過程，系統(tǒng)在過程匯總經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)都可以看做平衡態(tài)。

12、廣義功

13、熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)在終態(tài)B和初態(tài)A的內(nèi)能之差UB-UA等于在過程中外界對系統(tǒng)所做的功與系統(tǒng)從外

界吸收的熱量之和，熱力學(xué)第一定律就是能量守恒定律.UB-UA=W+Q.能量守恒定律的表述：自然界一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，在傳遞與轉(zhuǎn)化中能量的數(shù)量保持不變。

14、等容過程的熱容量；等壓過程的熱容量；狀態(tài)函數(shù)H；P2115、焦耳定律：氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，與體積無關(guān)。P2316、理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程的微分方程P2417、卡諾循環(huán)過程由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程：等溫膨脹過程、絕熱膨脹過程、等溫壓縮過程、絕熱壓縮

過程

18、熱功轉(zhuǎn)化效率

19、熱力學(xué)第二定律：

1、克氏表述-不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化；

2、開氏表述-

不可能從單一熱源吸熱使之完全變成有用的功而不引起其它變化,第二類永動(dòng)機(jī)不可能造成20、如果一個(gè)過程發(fā)生后，不論用任何曲折復(fù)雜的方法都不可能把它留下的后果完全消除而使一切恢復(fù)原狀，這過程稱為不可逆過程

21、如果一個(gè)過程發(fā)生后，它所產(chǎn)生的影響可以完全消除而令一切恢復(fù)原狀，則為可逆過程

22、卡諾定理：所有工作于兩個(gè)一定溫度之間的熱機(jī)，以可逆機(jī)的效率為最高

23、卡諾定理推論：所有工作于兩個(gè)一定溫度之間的可逆熱機(jī)，其效率相等

24、克勞修斯等式和不等式

25、熱力學(xué)基本微分方程：

26、理想氣體的熵P4027、自由能：F=U-FS28、吉布斯函數(shù)：G=F+pV=U-TS+pV29、熵增加原理：經(jīng)絕熱過程后，系統(tǒng)的熵永不減少；孤立系的熵永不減少

30、等溫等容條件下系統(tǒng)的自由能永不增加；等溫等壓條件下，系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)永不增加。

第二章

1、三個(gè)基本熱力學(xué)函數(shù)：物態(tài)方程、內(nèi)能、熵

dU=TdS-pdV|dH=TdS+Vdp|dF=-SdT-pdV|dG=-SdT+Vdp2、熱力學(xué)基本方程：

3、麥克斯韋關(guān)系:

4、熵的全微分表達(dá)式：

5、節(jié)流過程前后，氣體的焓值相等;節(jié)流過程是一個(gè)不可逆過程

6、斯特藩波爾茲曼定律:

第三章

1、S具極大值;F、G具有極小值

2、平衡的穩(wěn)定性條件

3、開系的熱力學(xué)基本方程:熱力學(xué)基本方程+udn4、單元系復(fù)相平衡條件：

5、兩點(diǎn)三線P83：兩點(diǎn)-臨界點(diǎn)、三相點(diǎn)；三線-溶解曲線、汽化曲線、升華曲線

6、克拉珀龍方程：；證明P867、臨界點(diǎn)的溫度和壓強(qiáng)滿足方程:

8、在相變點(diǎn)兩相的化學(xué)勢連續(xù)，但化學(xué)勢的一級偏導(dǎo)數(shù)存在突變，稱之為一級相變。一級相變特征：在相變點(diǎn)兩

相的化學(xué)勢相等，兩相可以平衡共存。但是兩相化學(xué)勢的一級導(dǎo)數(shù)不等，轉(zhuǎn)變時(shí)有潛熱和體積突變。在相變點(diǎn)的兩側(cè)，化學(xué)勢較低的相是穩(wěn)定相，化學(xué)勢較高的相可以作為亞穩(wěn)態(tài)存在。

9、如果在相變點(diǎn)兩相的化學(xué)勢和化學(xué)勢的一級偏導(dǎo)數(shù)連續(xù)，但化學(xué)勢的二級偏導(dǎo)數(shù)存在突變，稱為二級相變。二

級相變特征：二級相變沒有相變潛熱和比體積突變，但是定壓比熱、定壓膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)存在突變。

10、化學(xué)勢的n級偏導(dǎo)數(shù)存在突變，則稱為n級相變。非一類相變統(tǒng)稱為連續(xù)相變

11、愛倫費(fèi)斯特方程：

12、朗道自由能：

第四章

1、吉布斯函數(shù)全微分：

2、多元系的熱力學(xué)方程：

3、多元系復(fù)相平衡條件：

4、膜平衡特點(diǎn)：壓強(qiáng)不相等、化學(xué)勢不相等

5、吉布斯相律：;f為多元復(fù)相系的自由度數(shù)；k組元數(shù)；為系統(tǒng)相的個(gè)數(shù)

6、熱力學(xué)第三定律的兩種表述：能氏定律、絕對零度不能達(dá)到原理

第六章

1、μ空間：為了形象地描述粒子的熱力學(xué)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，用q1，…，qr；p1，…，pr，共2r個(gè)變量為直角坐標(biāo)，構(gòu)

成一個(gè)2r維空間，稱為μ空間

2、自由粒子的量子態(tài)數(shù)：

3、自由粒子可能的狀態(tài)數(shù):

4、玻爾茲曼系統(tǒng)特點(diǎn)：粒子可以分辨，每一個(gè)體量子態(tài)能夠容納的粒子數(shù)不受限制

5、玻色系統(tǒng)特點(diǎn)：粒子不可分辨，每一個(gè)個(gè)體量子態(tài)所能容納的粒子數(shù)不受限制。

6、費(fèi)米系統(tǒng)特點(diǎn)：粒子不可分辨，每一個(gè)個(gè)體量子態(tài)最多能容納一個(gè)粒子。

7、等概率原理：對于處在平衡狀態(tài)的孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)各個(gè)可能的微觀狀態(tài)出現(xiàn)的概率是相等的。

8、玻爾茲曼系統(tǒng)的微觀狀態(tài)數(shù)、玻色系統(tǒng)、費(fèi)米系統(tǒng)P180；

9、經(jīng)典極限條件：

10、玻爾茲曼分布：.玻色分布：.費(fèi)米分布：.11、玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)適用條件：定域系統(tǒng)、滿足經(jīng)典極限條件的玻色（費(fèi)米）系統(tǒng)

第七章

1、定域系統(tǒng)和滿足經(jīng)典極限條件的玻色（費(fèi)米）系統(tǒng)都遵從玻爾茲曼分布。

2、粒子配分函數(shù)：內(nèi)能統(tǒng)計(jì)表達(dá)式：

3、廣義作用力統(tǒng)計(jì)表達(dá)式:；重要例子：

4、熵

5、熵是混亂度的量度，混亂度愈大，熵愈大

6、理想氣體的物態(tài)方程:

7、經(jīng)典極限條件三種表述P1968、能量均分定理：對于處在溫度為T的平衡狀態(tài)的經(jīng)典系統(tǒng)，粒子能量中每一個(gè)平方項(xiàng)的平均值等于kT/29、無法用經(jīng)典理論解釋的幾種情況：

1、原子內(nèi)的電子對熱容量沒有貢獻(xiàn)；

2、氫氣在低溫下的性質(zhì)經(jīng)典理論；

3、當(dāng)溫度趨近絕對零度時(shí)，熱容量趨于零；

4、在3K以上自由電子的熱容量與離子振動(dòng)的熱容量相比可以忽略不

計(jì)；

5、不能討論平衡輻射的總能量和定容熱容量。

10、平衡輻射總能量：

11、平動(dòng)、振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)P21112、高溫Cv=3Nk，低溫Cv趨近0，該結(jié)果與實(shí)驗(yàn)復(fù)合的不好，原因?yàn)椋河捎趷垡蛩固估碚撝凶髁诉^分簡化的假設(shè)，3N個(gè)振子都有相同的頻率。

第八章

1、巨配分函數(shù)|內(nèi)能|廣義作用力：|

2、玻色-愛因斯坦凝聚：在T＜Tc時(shí)就有宏觀量級的粒子在能級凝聚。Tc稱為凝聚溫度。凝聚在0的粒子集合稱為

玻色凝聚體。凝聚體不但能量、動(dòng)量為零，由于凝聚體的微觀狀態(tài)完全確定，熵也為零。凝聚體中粒子的動(dòng)量

既然為零，對壓強(qiáng)就沒有貢獻(xiàn)。

3、金屬中的自由電子形成強(qiáng)簡并的費(fèi)米氣體

4、溫度為T時(shí)處在能量為的一個(gè)量子態(tài)上的平均電子數(shù)為

5、T=0K時(shí)電子分布：.意義是，在T=0K時(shí)，在的每一個(gè)量子態(tài)上平均電子數(shù)為1，在>(0)的每一量子態(tài)上平均電

子數(shù)為零。T＞0K時(shí)，金屬中自由電子分布：

6、0K時(shí)電子氣體的內(nèi)能為;壓強(qiáng)為

第九章

1、相空間：根據(jù)經(jīng)典力學(xué)，系統(tǒng)在任一時(shí)刻的微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由f個(gè)廣義坐標(biāo)q1，q2…qf及與其共軛的f個(gè)廣義動(dòng)

量p1，p2…pf在該時(shí)刻的數(shù)值確定，以q1，q2…qf；p1，p2…pf共2f個(gè)變量為直角坐標(biāo)構(gòu)成一個(gè)2f維空間，稱為相空間

2、如果隨著一個(gè)代表點(diǎn)沿正則方程所確定的軌道在相空間中運(yùn)動(dòng)，其鄰域的代表點(diǎn)密度是不隨時(shí)間改變的常數(shù)，稱為劉維爾定律（可逆）

3、劉維爾定律可逆，節(jié)流過程不可逆

4、微正則分布量子表達(dá)式：

5、正則系綜：具有確定粒子數(shù)N，體積V和溫度T的系統(tǒng)

量子表達(dá)式：

經(jīng)典表達(dá)式

6、巨正則系綜：具有確定的體積V，溫度T和化學(xué)勢u的系統(tǒng)的分布函數(shù)

量子表達(dá)式：

經(jīng)典表達(dá)式：

7、德拜：過程

一、簡答（13選5）

1.熱力學(xué)系統(tǒng)及孤立系、閉合系、開放系的定義：（P3）

熱力學(xué)研究的對象是由大量不停地作無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的微觀粒子（分子或其他粒子）組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)。

（與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體稱為外界。根據(jù)系統(tǒng)與外界相互作用的情況，可以作以下區(qū)分：與外界

既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的系統(tǒng)稱為孤立系；與外界沒有物質(zhì)交換，但有能量交換的系統(tǒng)稱為閉系；

與外界既有物質(zhì)交換，又有能量交換的系統(tǒng)稱為開系。）

2.熱力學(xué)平衡態(tài)(P3)及其描述(P4)：

一個(gè)孤立系統(tǒng)，不論其初態(tài)如何復(fù)雜，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，將會達(dá)到這樣的狀態(tài)：系統(tǒng)的各種宏觀物

質(zhì)在長時(shí)間內(nèi)不發(fā)生任何變化，這樣的狀態(tài)稱為熱力學(xué)平衡態(tài)。在平衡狀態(tài)之下，系統(tǒng)各種宏觀物理量都

具有確定值，而熱力學(xué)系統(tǒng)所處的平衡狀態(tài)就是由其宏觀物理量的數(shù)值確定的。

3.熱平衡及熱平衡定律(P7)：

兩個(gè)各自處在平衡態(tài)的物體，令兩者進(jìn)行熱接觸，兩者的平衡都會受到破壞，它們的狀態(tài)都將發(fā)生改變。

但是經(jīng)過足夠長的時(shí)間之后，它們的狀態(tài)將不再發(fā)生變化，而達(dá)到一個(gè)共同的平衡態(tài)。我們稱這兩個(gè)物體

達(dá)到了熱平衡。如果物體A和物體B各自與處在同一狀態(tài)的物體C達(dá)到熱平衡，若令A(yù)與B進(jìn)行熱接觸，它們也將處在熱平衡，這就是熱平衡定律。

4.可逆的準(zhǔn)靜態(tài)過程的概念(P14，P32)：

若某個(gè)過程發(fā)生后，它所產(chǎn)生的影響可以完全消除而令一切恢復(fù)原狀，這過程稱為可逆過程。如果一個(gè)

過程進(jìn)行得非常緩慢，系統(tǒng)在過程中經(jīng)歷的每一狀態(tài)都可以看作平衡態(tài)，這樣的過程稱為準(zhǔn)靜態(tài)過程。如

果一個(gè)過程既是可逆的，又是準(zhǔn)靜態(tài)的，就稱為可逆的準(zhǔn)靜態(tài)過程。

5.熱力學(xué)第一定律的表述：(P19)

可用絕熱過程中外界對系統(tǒng)所做的功定義一個(gè)態(tài)函數(shù)U在終態(tài)B與初態(tài)A之差，這個(gè)態(tài)函數(shù)U稱作為內(nèi)

能。

系統(tǒng)在終態(tài)B和初態(tài)A的內(nèi)能之差Ub-Ua等于在過程中外界對系統(tǒng)所做的功與系統(tǒng)從外界吸收的熱量之

和。

6熱力學(xué)第二定律的兩種表述：(P30)

克氏表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。

開氏表述：不可能從單一熱源吸熱，使之完全變成有用功，而不引起其他變化。

7.卡諾定理及推論：(p33)

卡諾定理：所有工作于兩個(gè)一定溫度之間的熱機(jī)，以可逆機(jī)的效率最高。

推論：所有工作于兩個(gè)一定溫度之間的可逆熱機(jī)，其效率相等。

8.u空間及粒子狀態(tài)的代表點(diǎn)的概念：(P165)

假設(shè)粒子的自由度為r，以 q1,q2,...,qr ；p1,p2,...,pr 共2r個(gè)變量構(gòu)成的2r維直角坐標(biāo)空間稱

為u空間。粒子在某一時(shí)刻的力學(xué)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(q1,q2,...,qr;p1,p2,...,pr)可以用粒子u空間中的一點(diǎn)表

示，稱為粒子力學(xué)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的代表點(diǎn)。

9.全同粒子系統(tǒng)的概念：

全同粒子組成的系統(tǒng)是指由具有完全相同的內(nèi)稟屬性（相同的質(zhì)量、電荷、自旋等）的同類粒子組成的系統(tǒng)。

10全同粒子可分辨系和不可分辨系時(shí)怎樣確定系統(tǒng)微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？（p175）

若全同粒子可以分辨，確定全同近獨(dú)立粒子組成系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)歸結(jié)為確定每一個(gè)粒子的個(gè)體量子

態(tài)；若全同粒子不可分辨，確定全同近獨(dú)立粒子組成系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)歸結(jié)為確定每一個(gè)體量子態(tài)上的粒子數(shù)。

11.泡利不相容原理：（P176）

在含有多個(gè)全同近獨(dú)立的費(fèi)米子的系統(tǒng)中，一個(gè)個(gè)體量子態(tài)最多能容納一個(gè)費(fèi)米子。

12.波爾茲曼微觀態(tài)等概率原理（P178）

對于處在平衡狀態(tài)的孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)各個(gè)可能微觀狀態(tài)出現(xiàn)的概率是相等的。

13.分布的概念：（P178）

能級El上有al個(gè)粒子（l=1,2?）,以符號{al}表示數(shù)列a1,a2,?,al,?,稱為一個(gè)分布。

二、選填

書上所勾的重點(diǎn)內(nèi)容。

三、證明

1、麥克斯韋關(guān)系的證明(P53)；

2、輻射壓強(qiáng)p與輻射能量密度u之間的關(guān)系推導(dǎo)（P65）；

3、習(xí)題中的證明題（見附錄）。

四、計(jì)算

各章中的習(xí)題（見附錄）。

可能作為考試題目的習(xí)題答案：（重要）

第三篇：醫(yī)學(xué)研究生文獻(xiàn)檢索重點(diǎn)總結(jié)

文獻(xiàn)(documents，literature)：是記錄有知識的一切載體。

四要素：

（1）記錄知識的具體內(nèi)容

（2）記錄知識的手段，如文字、圖像、符號、聲頻、視頻等

（3）記錄知識的物質(zhì)載體，如紙張、光盤、錄像帶等

（4）記錄知識的表現(xiàn)形態(tài)，如圖書、期刊、專利說明書等

文獻(xiàn)按內(nèi)容加工深度分類：

（1）一次文獻(xiàn)（Primary Document)：指作者以其本人的研究成果（如實(shí)驗(yàn)、觀察、調(diào)查研究等結(jié)果）為基本素材寫成的原始創(chuàng)作。（2）二次文獻(xiàn)（Secondary Document）：即檢索工具，是指將大量無序、分散的一次文獻(xiàn)收集、整理、加工、著錄其特征如著者、篇名、分類、主題、出處等，并按一定的順序加以編排，形成供讀者檢索所需一次文獻(xiàn)線索的新的文獻(xiàn)形式。包括索引、文摘、目錄及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。

（3）三次文獻(xiàn)(Tertiary Document)：科技人員圍繞某一專題，在充分研究與利用大量一次文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，即經(jīng)過閱讀、分析、歸納、概括，撰寫而成的新的文獻(xiàn)，或綜述已取得的成果進(jìn)展，或加評論、或預(yù)測發(fā)展趨勢。

（4）零次文獻(xiàn)(Zero Document)：指未經(jīng)信息加工，直接記錄在載體上的原始信息，如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀測記錄、調(diào)查材料等。

文獻(xiàn)信息的特點(diǎn)

（1）數(shù)量龐大，增長迅速

（2）文種繁多，但呈明顯的英文化趨勢（3）內(nèi)容交叉重復(fù)

（4）文獻(xiàn)形式呈現(xiàn)多樣化

（5）文獻(xiàn)分布既集中又分散，但呈專題化或?qū)＜厔荩?）知識老化加快，文獻(xiàn)壽命（半衰期）縮短

（7）交流傳播及變化速度加快

文獻(xiàn)信息的社會功能（作用）

（1）是科學(xué)的表現(xiàn)形式，是匯集人類財(cái)富的主要載體

（2）是衡量科學(xué)技術(shù)水平的重要依據(jù)

（3）是傳播科學(xué)知識的最基本、最主要的手段

（4）是確認(rèn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明優(yōu)先權(quán)的認(rèn)證依據(jù)

文獻(xiàn)信息檢索的定義 文獻(xiàn)信息檢索，是指在一定信息需求驅(qū)使下，利用現(xiàn)有文獻(xiàn)信息資源有效獲取所需文獻(xiàn)信息內(nèi)容的活動(dòng)及其過程。

文獻(xiàn)信息檢索的方法（1）常用法（工具法）：順查法，倒查法，抽查法（2）追溯法（3）分段法（4）瀏覽法

文獻(xiàn)信息檢索的意義和作用

（1）有助于實(shí)現(xiàn)知識更新

（2）有助于解決實(shí)際問題

（3）有助于推進(jìn)科研進(jìn)程

（4）有助于開發(fā)信息資源

文獻(xiàn)信息檢索系統(tǒng)的構(gòu)成（1）文獻(xiàn)信息資源

（2）硬件設(shè)備

（3）軟件條件

（4）人力資源

數(shù)據(jù)庫按其收錄內(nèi)容和功能的不同可分為如下類型：（1）書目型數(shù)據(jù)庫（Bibliographic Database）（2）事實(shí)數(shù)值型數(shù)據(jù)庫（Fact-Data Database）（3）全文數(shù)據(jù)庫（Full-text Database）（4）知識型數(shù)據(jù)（Knowledge Database)

MeSH表的概念體系是由主題詞、限定詞、補(bǔ)充概念（補(bǔ)充化學(xué)物質(zhì)名稱）和款目詞組成。

廣義的檢索策略是指用戶根據(jù)檢索需求選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫、確定檢索方式、檢索途徑及相應(yīng)檢索表達(dá)式進(jìn)行檢索的一系列操作或方案，是用戶檢索目標(biāo)的體現(xiàn)。

檢索策略的構(gòu)建：

1.分析檢索課題，明確檢索要求

（1）分析課題的主題內(nèi)容

（2）確定課題的文獻(xiàn)類型

（3）確定檢索的時(shí)間范圍

（4）分析用戶的檢索評價(jià)要求

2.選擇檢索系統(tǒng)，確定檢索方法

3.確定檢索途徑，編寫檢索策略表達(dá)式

4.評價(jià)檢索結(jié)果，修正檢索策略

檢索策略的調(diào)整

1.擴(kuò)大檢索范圍的方法：

（1）重新選擇數(shù)據(jù)：選擇多個(gè)數(shù)據(jù)庫或增加所檢數(shù)據(jù)的檢索年限

（2）選擇多種檢索方式：采用多種檢索方式相結(jié)合，可適當(dāng)擴(kuò)大檢索

（3）重新選擇檢索途徑：減少檢索的字段限定或選擇檢索范圍較廣的字段進(jìn)行檢索（4）重新構(gòu)建檢索表達(dá)式：增加同義詞或近義詞，用OR組配；主題詞擴(kuò)展檢索，選用所有副主題詞或擴(kuò)展下位副主題詞；檢索相關(guān)主題詞； 使用截詞檢索；減少檢索的字段限定；橫向檢索；檢索引文；采用相關(guān)信息反饋檢索等。

2.縮小檢索范圍的方法：

（1）重新選擇數(shù)據(jù)庫：減少所檢索數(shù)據(jù)庫的數(shù)量或縮短檢索年限（2）選擇最佳檢索方式：通過高級檢索或?qū)＜覚z索輸入更多限定條件，通過分類目錄縮小檢索的數(shù)據(jù)范圍

（3）重新選擇檢索途徑：增加字段限定或選擇檢索范圍較小的字段進(jìn)行檢索

（4）重新構(gòu)建檢索表達(dá)式：使用用邏輯運(yùn)算符“and”或“not”;選擇專指性的檢索詞；使用副主題詞；主題詞加權(quán)檢索；限定字段檢索等。

檢索效果的評價(jià) 查全率（recall）：指系統(tǒng)在進(jìn)行某一檢索時(shí)，檢出的相關(guān)文獻(xiàn)量占系統(tǒng)文獻(xiàn)庫中相關(guān)文獻(xiàn)量的比率，它反映該系統(tǒng)文獻(xiàn)庫中實(shí)有的相關(guān)文獻(xiàn)量在多大程度上被檢索出來。

R＝（檢出相關(guān)文獻(xiàn)量/系統(tǒng)文獻(xiàn)庫中相關(guān)文獻(xiàn)總量）×100% 查準(zhǔn)率（precision):指系統(tǒng)在進(jìn)行某一檢索時(shí)，檢出的相關(guān)文獻(xiàn)量占檢出的文獻(xiàn)總量的比率，它反映每次從該系統(tǒng)文獻(xiàn)庫中實(shí)際檢出的全部文獻(xiàn)中有多少是相關(guān)的。

P=(檢出相關(guān)文獻(xiàn)量/檢出文獻(xiàn)總量)×100%

布爾邏輯運(yùn)算的優(yōu)先順序 假設(shè)優(yōu)先級為not>and>or

文獻(xiàn)信息檢索途徑

（1）主題詞檢索：推薦！《醫(yī)學(xué)主題詞表》MeSH

（2）自由詞（文本詞）檢索：包括標(biāo)題詞、關(guān)鍵詞、文摘詞、全文詞，注意同義詞！

（3）分類檢索：中國圖書館分類法（中圖法）

（4）著者檢索：姓前用全稱，名后用首字，注意東西方人名書寫習(xí)慣。（5）題名檢索途徑：（書名，刊名，篇名）

（6）序號檢索：文獻(xiàn)特有序號（ISSN、ISBN、專利號、公開號、報(bào)告號、合同號、化學(xué)物質(zhì)登記號等）

（7）機(jī)構(gòu)檢索：文章發(fā)表時(shí)作者所任職的單位（8）引文檢索：被引文獻(xiàn)?引用文獻(xiàn)

（9）缺省檢索：預(yù)先設(shè)定的多字段組合檢索

（10）其他途徑：分子式索引、生物體索引等

PUBMED收錄的文獻(xiàn)來源包括5類：

1.MEDLINE

2.In-Process Citations

3.Publisher-Supplied Citations

4.OLDMEDLINE

5.其他

注冊My NCBI并登錄后，可以對NCBI網(wǎng)站的服務(wù)進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)如下操作：

保存檢索策略

建立內(nèi)容更新的e-mail提醒（需確認(rèn)）

保存檢索結(jié)果

選擇過濾器對檢索結(jié)果進(jìn)行分組

個(gè)性化頁面定制：如檢索詞高亮、結(jié)果中顯示網(wǎng)站鏈接等

My bibliography;Collections;Recent Activity 對于輸入檢索框中未加標(biāo)識的檢索詞，PubMed依次在下列詞表中查找匹配的內(nèi)容： 1.MeSH translation table 2.Journals translation table 3.Full Author translation table 4.Author index 5.Full Investigator(Collaborator)translation table 6.Investigator(Collaborator)index

可通過如下方式強(qiáng)制將single cell作為一個(gè)詞組進(jìn)行檢索：

1.加雙引號，如：“single cell”

2.加標(biāo)段標(biāo)識[tw]:

single cell[tw]

3.使用短橫線“-”將兩詞連接起來：single-cell

4.使用截詞符：*single cell*

高級檢索菜單的作用： AND inbuilder ORinbuilder NOTinbuilder Delete from history:從檢索史中刪除該條檢索式 Show search results:查看該條檢索策略的檢索結(jié)果

Show search details:顯示該條檢索策略自動(dòng)詞語匹配后實(shí)際執(zhí)行的檢索式 Save in My NCBI：在My NCBI中保存該條檢索策略。

檢索結(jié)果的各部分內(nèi)

容：

PubMed的檢索結(jié)果默認(rèn)顯示為Summary格式，此外還提供Abstact、Medline、XML、Pmid list等顯示格式。檢索歷史(History)

點(diǎn)擊檢索式序號將彈出一選項(xiàng)菜單，提供的選項(xiàng)包括布爾邏輯操作符AND,OR,NOT,點(diǎn)擊相應(yīng)的操作符菜單，將把該條檢索策略加入到檢索框中，并與檢索框中現(xiàn)有的檢索式進(jìn)行選中的邏輯組配。

除邏輯操作符外，彈出的選項(xiàng)菜單還提供如下選項(xiàng)：

Delete from history:從檢索史中刪除該條檢索式

Show search results:查看該條檢索策略的檢索結(jié)果

Show search details:顯示該條檢索策略自動(dòng)詞語匹配后實(shí)際執(zhí)行的檢索式

Save in My NCBI：在My NCBI中保存該條檢索策略。

Send to：

File:按規(guī)定格式保存為本地文件 Clipboard：提供一個(gè)臨時(shí)存放所選文獻(xiàn)的空間。Clipboard中的文獻(xiàn)將在離開PubMed或其他Entrez數(shù)據(jù)庫8小時(shí)后消失。Clipboard的最大容量為500篇文獻(xiàn)。Clipboard中的文獻(xiàn)默認(rèn)的檢索式序號為#0 Collections:在My NCBI的collections中永久保存所選文獻(xiàn)，一次最多1000條 E-mail:將檢索結(jié)果以所選格式發(fā)送給指定的e-mail，一次最多發(fā)送200條文獻(xiàn) Order:定購所選文獻(xiàn)全文，需注冊，付費(fèi)

My Bibliography:將檢索結(jié)果直接保存到My NCBI帳戶中的My Bibliography中。

Citation Manager:將檢索結(jié)果輸出到EndNote, Reference Manager和ProCite等參考文獻(xiàn)管理軟件。

引文索引的作用：

1.檢索同一主題相關(guān)的經(jīng)典文獻(xiàn)和新文獻(xiàn)； 2.評價(jià)作用：

學(xué)術(shù)論文的影響力；研究人員的學(xué)術(shù)水平；

機(jī)構(gòu)或國家的科研實(shí)力；學(xué)術(shù)期刊的質(zhì)量。3.為學(xué)科發(fā)展研究提供計(jì)量數(shù)據(jù)。

引文檢索的作用6條

（1）獲得同一主題相關(guān)的新文獻(xiàn)（2）用于評估學(xué)術(shù)論文的影響力（3）用于評估研究人員的學(xué)術(shù)水平（4）用于評估機(jī)構(gòu)或國家的科研實(shí)力

（5）用于評估學(xué)術(shù)期刊的質(zhì)量（IF，II，IC）

（6）為學(xué)科發(fā)展研究提供計(jì)量數(shù)據(jù)（用于分析，追蹤熱點(diǎn)研究領(lǐng)域）

第四篇：熱力學(xué)總結(jié)及學(xué)習(xí)感想

熱

力 學(xué) 總 結(jié) 及 學(xué)習(xí)感 想

姓名：劉超

學(xué)號：11081020107

專業(yè)班級：自動(dòng)化113班

學(xué)習(xí)感想

“自1887年，奧斯特瓦爾德（Ostwald）和范特霍夫（van’t Hoff）創(chuàng)辦了世界上第一份《物理化學(xué)雜志》便標(biāo)志著物理化學(xué)學(xué)科的誕生，而經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展它亦形成了一門內(nèi)容十分豐富的學(xué)科。（劉國杰 《物理化學(xué)導(dǎo)讀》 科學(xué)出版社）”。雖然這學(xué)期對物理化學(xué)的學(xué)習(xí)僅限于第一章的氣體、第二章的熱力學(xué)第一定律、第三章的熱力學(xué)第二定律，但對于我來說已經(jīng)足夠了，已經(jīng)有了充足的時(shí)間能讓我對這門學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)性的認(rèn)識，掌握對其的學(xué)習(xí)方法。剛接觸物理化學(xué)這個(gè)名詞時(shí)對于這門即將學(xué)習(xí)的學(xué)科產(chǎn)生了些許疑問。高中的課程也有過物理、化學(xué)，但他們兩者之間能有什么聯(lián)系嗎？當(dāng)時(shí)我還真的沒有找出答案，感覺這完全是兩個(gè)不著邊的學(xué)科。隨著學(xué)習(xí)的深入才發(fā)現(xiàn)原來他們兩個(gè)是緊密相連的，“物理化學(xué)是利用物理學(xué)的原理和實(shí)驗(yàn)方法研究化學(xué)理論問題的學(xué)科。(劉國杰 《物理化學(xué)導(dǎo)讀》 科學(xué)出版社)”。而數(shù)學(xué)作為物理學(xué)的基礎(chǔ)也穿插其中并扮演了十分重要的角色，特別是那一大堆的偏微分公式。這真是一件讓人見著就頭痛的事，因?yàn)榍捌跊]有好好學(xué)習(xí)高數(shù)所以要理解這些公式對我來說便顯得特別的吃力。為了能跟上老師的節(jié)奏只有自己利用課后時(shí)間復(fù)習(xí)高數(shù)，但光復(fù)習(xí)高數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。比如對于高中學(xué)習(xí)過的氣體狀態(tài)方程：pV=nRT，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系：T=（t/℃+273.15）K，兩分子間總的作用勢能：E?E吸引?E排斥=-AB +早已忘記其中各個(gè)字母所代表的的物理量和含義了。由于其616rr是一個(gè)交叉的，覆蓋面廣的學(xué)科，在復(fù)習(xí)以前知識的同時(shí)也要自己去了解課外的知識，并將它們?nèi)跁炌ā＿@些也讓我逐漸接受了一個(gè)觀念，夸大了教師在學(xué)習(xí)上的作用。“關(guān)于教與學(xué)，向來就有獵槍與干糧，魚與漁之爭，干糧與魚總有吃盡的時(shí)候，而唯有成為漁翁和獵人才有取之不盡的食物，那種把一切都在課堂上講懂的是不負(fù)責(zé)任的大學(xué)教師，一個(gè)孩子總要斷奶，教師的作用是釋疑，使學(xué)生在學(xué)習(xí)上少走彎路、事半功倍。丟掉幻想，一切靠自己專研、思考和領(lǐng)悟。這猶如沒有包治百病的靈丹妙藥，根本不可能存在適合任何人的學(xué)習(xí)方法。（百度文庫《物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法》）”。而我們?nèi)狈Φ恼悄欠N自學(xué)、自我思考、領(lǐng)悟的精神，不懂得將所學(xué)的知識彼此串聯(lián)起來。

如今通過對物理化學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)，我知道了自學(xué)與思考的重要性并開始有意識的培養(yǎng)自己這方面的能力。明白了以前那套死記公式的方法是行不通的，公式并不重要重要的是公式的推導(dǎo)和使用條件及意義。以下就是我對第二章熱力學(xué)第一定律與第三章熱力學(xué)第二定律的一些總結(jié)。

總結(jié)

一、熱力學(xué)第一定律

定義：“能量有各種各樣形式，并能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，但在轉(zhuǎn)變過程中能量的總數(shù)量不變，將能量守恒原理應(yīng)用在以熱與功進(jìn)行能量交換的熱力學(xué)過程，就稱為熱力學(xué)第一定律。（肖衍繁 《物理化學(xué)（環(huán)境類）》 天津大學(xué)出版社）”。

?U?Q?W

若系統(tǒng)變化為無限小量時(shí)，上式寫成

dU?δQ?δW

規(guī)定系統(tǒng)吸熱為正，放熱為負(fù)。系統(tǒng)得功為正，對環(huán)境作功為負(fù)。

關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)的一個(gè)重要結(jié)論：“系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)只取決于系統(tǒng)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)確定后，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)就有確定的值；當(dāng)系統(tǒng)由某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)的變化值只取決于始、終兩狀態(tài)，而與系統(tǒng)變化的具體路徑無關(guān)。（肖衍繁 《物理化學(xué)（環(huán)境類）》 天津大學(xué)出版社）”。

1.焓的定義式

H?U?pV

焓是狀態(tài)函數(shù)，具有廣度性質(zhì)，并具有能量的量綱，但沒有確切的物理意義。

def焓變

（1）?H??U??(pV)

式中?（pV）為pV乘積的增量，只有在恒壓下?(pV)?p(V2?V1)在數(shù)值上等于體積功。

1（2）

?U??nCv,mdT2

此式適用于理想氣體單純pVT變化的一切過程，或真實(shí)氣體的恒壓變溫過程，或純的液體、固體物質(zhì)壓力變化不大的變溫過程。

2.熱容

定義：在不發(fā)生相變化和化學(xué)變化的前提下，系統(tǒng)與環(huán)境所交換的熱與由此引起的溫度變化之比稱為系統(tǒng)的熱容。

C?lim(?T?0defQ?Q)??TdT

由某一溫度變化范圍內(nèi)測得的熱交換值計(jì)算出的熱容值，只能是一個(gè)平均值，稱為平均熱容。即(1)定壓熱容和定容熱容

CP?Cv?（2）摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容

C?—Q?T

?QPdTdT?(?H?(?U?T?T)P)V

?QPCp,m?Cp,m?CPCvnn?(?(?Hm?T?T)p)v

?Um上式分別適用于無相變變化、無化學(xué)變化、非體積功為零的恒壓和恒容過程。

3標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓

定義：在溫度為T，參與反應(yīng)各物質(zhì)均處在標(biāo)準(zhǔn)下，1mol?相的化合物B在純氧氣中氧化反應(yīng)至指定的穩(wěn)定產(chǎn)物時(shí)，將該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓稱為化合物B（?）在溫度T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓，用符號?cHm表示。

4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓

????rHm??VB?fHm(B,?)???VB?CHm(B,?)

式中?fHm(B,?)及?cHm(B,?)分別為相態(tài)為的物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。上式適用于?=1 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)。??

二、熱力學(xué)第二定律

關(guān)于定義的兩種代表性的說法：

克勞修斯說法:“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。” 開爾文說法：“不可能從單一熱源取出熱并使之全部變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓！?/p>

1.卡洛循環(huán)

定義：熱機(jī)熱機(jī)的效率定義為

（恒溫膨脹），向低溫?zé)嵩碩2放熱Q2，同時(shí)對外做功（-W）。T1吸收Q1???defW Q1即對外做功（-W）占從高溫?zé)嵩次鼰酫1的比例。

2熵函數(shù)

定義：表示體系中微觀粒子混亂度的一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)。

dS??QrT

3.熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

?S??BAAB?QT

4.亥姆霍茲函數(shù)

A?U?TS

A稱為亥姆赫茲函數(shù)，它和H一樣由狀態(tài)函數(shù)組合得來，顯然也是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，也和U、H一樣是廣度性質(zhì)。

def5.吉布斯函數(shù)

G?H?TS

在等溫等壓條件下，一個(gè)封閉系統(tǒng)所能做的最大非體積功等于其吉布斯函數(shù)的減少。若過程不可逆，則所能做的最大非體積功小于其吉布斯函數(shù)的減少；反過來則是環(huán)境對系統(tǒng)所做的非體積大于其吉布斯函數(shù)的增加。

def6.四個(gè)基本公式

dH?TdS?Vdp dA??SdT?pdV

dU?TdS?pdV dG??SdT?Vdp

其中

?U?H?U?A)V?()p p??()S??()T ?S?S?V?V?H?G?A?G v?()S?()T S??()V??()P

?P?P?T?T T?(主要參考文獻(xiàn): 《物理化學(xué)導(dǎo)讀》 劉國杰 黑恩成編著 科學(xué)出版社

《多媒體CAI物理化學(xué)》（第四版）傅玉普編著 大連理工大學(xué)出版社 《物理化學(xué)（環(huán)境類）》 肖衍繁編著 天津大學(xué)出版社 《物理化學(xué)》 劉彬 盧榮主編 華中科技大學(xué)出版社

第五篇：工程熱力學(xué)報(bào)告

工程熱力學(xué)（2015 秋）課程論文

姓名： 班級： 學(xué)號： 日期：

納米晶材料的熱力學(xué)函數(shù)研究

一、摘要.........................................................................................1

二、納米晶材料的幾何假設(shè)...........................................................1

三、界面熱力學(xué)函數(shù)分析...............................................................2

四、內(nèi)部熱力學(xué)函數(shù)分析...............................................................6

五、整體熱力學(xué)函數(shù)分析...............................................................6

六、總結(jié).........................................................................................6

七、納米晶材料熱力學(xué)應(yīng)用展望....................................................6

一、摘要

納米晶材料（nanophase material)是具有納米級超細(xì)晶組織的材料。由于超細(xì)晶粒(小于100nm)、高的界面體積分?jǐn)?shù)(高達(dá)50%)和界面區(qū)的原子間距分布較寬，其性能特別是和近鄰原子相關(guān)聯(lián)的性能，如力學(xué)性能、熱學(xué)性能、磁學(xué)性能，與一般多晶材料或同成分的非晶態(tài)材料有很大的差別[1]。本文應(yīng)用界面膨脹模型[2]并以普適狀態(tài)[3]為基礎(chǔ)對納米材料的整體的熱力學(xué)函數(shù)計(jì)算模型進(jìn)行了闡述分析，進(jìn)而對其應(yīng)用進(jìn)行了展望。

二、納米晶材料的幾何假設(shè)

納米晶材料中的原子可分為兩部分，一部分是位于晶粒內(nèi)部點(diǎn)陣位置上有序排列的原子，另一部分是位于晶界面上無序或部分有序的原子。假設(shè)納米晶粒子為球形，直徑為d，界面厚度為，如圖1所示。原子在晶界面區(qū)域和晶粒內(nèi)部的排布密度（原子的空間占據(jù)百分?jǐn)?shù)）分別為和。位于晶界面上和晶粒內(nèi)部的原子個(gè)數(shù)和可由下式計(jì)算：

(1)

(2)

其中：Vb為納米晶體界面上一個(gè)原子所占的體積，V0為平衡狀態(tài)的原子體積。

所以，晶體面處的原子分?jǐn)?shù)xb為

(3)

其中，rb和r0分別為納米晶界面處原子的半徑和平衡狀態(tài)時(shí)原子的半徑。

圖1 球形納米晶粒及表征幾何尺寸示意圖[4]

為方便表達(dá)，設(shè)定純物質(zhì)納米晶體的熱力學(xué)函數(shù)為以納米晶界面處和晶粒內(nèi)部兩部分熱力學(xué)函數(shù)的求和。

三、界面熱力學(xué)函數(shù)分析

Fecht和Wagner提出，納米晶界面的性質(zhì)可以通過膨脹晶體的性質(zhì)來近似考慮，建立了“界面膨脹模型”[2]。由理論分析和計(jì)算模擬表明[5],晶界的過剩體積（相對完整晶格）是描述晶體能態(tài)最合理的一個(gè)參量，它也是晶界的一個(gè)主要的結(jié)構(gòu)參量，反映了界面原子體積相對于晶內(nèi)原子體積的增加量，的定義為：。（其中和分別為完整單晶體和晶界的體積）。在晶界處原子配位結(jié)構(gòu)與完整的晶格不同，通常表現(xiàn)為原子配位距離增大，最近鄰原子配位數(shù)減少，造成晶界上存在一定的過剩體積，為了便于計(jì)算，將晶界上原子配位數(shù)的減少視為晶界密度降低，將晶界近似為減少了最近鄰原子配位數(shù)（即減少了密度）的完整晶體，換言之，將晶界的熱力學(xué)性能近似為具有相同過剩體積的膨脹晶體的性能，這種膨脹晶體的性能可以根據(jù)現(xiàn)有理論進(jìn)行計(jì)算，從而得到晶界的熱力學(xué)性能近似。[6]由Simth及其合作者發(fā)展的普適狀態(tài)方程[3]定量描述了結(jié)合能與晶格常數(shù)之間的關(guān)系，并以證實(shí)，該理論對由納米晶界面過剩體積所產(chǎn)生的晶內(nèi)負(fù)壓給予了很好的解釋。

結(jié)合“界面膨脹模型”和普適狀態(tài)方程，以界面上原子的體積V和絕對溫度T為變量，納米晶界面處單位原子的基本熱力學(xué)函數(shù)焓、熵和吉布斯自由能的表達(dá)式分別為[1]：

(4)

(5)

(6)式中下標(biāo)b表示晶界。其中，參量E由下式確定[7]：

(7)為平衡態(tài)結(jié)合能，可根據(jù)線膨脹系數(shù)和體彈性模量的關(guān)系式[8]計(jì)算：

(8)此外，(9)

(10)

其中（9）式中的長度尺度[9]用以表征束縛能曲度的寬度，可由下式得到：

(11)

其中（5）式中的Grflneisen參數(shù)是反映晶格振動(dòng)頻率和原子體積之間關(guān)系的一個(gè)函數(shù)，由下式計(jì)算[10]：

(12)

根據(jù)普式狀態(tài)方程，晶體中的壓力P是原子體積V和溫度T的函數(shù)[9]：

(13)

(14)

(15)

(16)

以上式子中，CV是恒定體積下的比熱，對于單位原子其值約為3kB，kB是Boltzmann常數(shù)，TR為參照溫度，r0為p=0時(shí)平衡態(tài)的原子半徑，rb是納米晶界面處原子的半徑，B0(TR)和a0(TR)分別為參照溫度下，P=0時(shí)的體彈性模量和體膨脹系數(shù)。

至此，由以上公式可以計(jì)算出納米晶界面的焓、熵和吉布斯自由能，詳細(xì)的表達(dá)式如下：

(17)

(18)

(19)

上式中：

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

四、內(nèi)部熱力學(xué)函數(shù)分析

將納米晶粒內(nèi)部晶體的性質(zhì)等同于粗晶，可以根據(jù)塊體材料的熱力學(xué)函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。由經(jīng)典熱力學(xué)理論，完整晶體中原子的自由焓、熵和吉布斯自由能表達(dá)式分別為：

(27)(28)(29)

式中下標(biāo)i表示晶體內(nèi)部，計(jì)算中完整晶體的等壓熱容（Cp）的數(shù)據(jù)取決于SGTE熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫。

五、整體熱力學(xué)函數(shù)分析

引入納米晶界面上的原子分?jǐn)?shù)xb作為權(quán)重，整體納米材料的熱力學(xué)函數(shù)可以表達(dá)為：(30)

(31)

(32)

這樣就得到了整體納米材料的熱力學(xué)函數(shù)的表達(dá)式。焓、熵和吉布斯自由能是材料熱力學(xué)研究中重要的參數(shù)，材料的制備，反應(yīng)方向和材料相變的預(yù)測以及對復(fù)雜化合物及新材料的熱力學(xué)性質(zhì)的測定等都可以通過這3個(gè)參量的計(jì)算而得出，因此上述的計(jì)算結(jié)果對于納米材料的研究具有十分重要的指導(dǎo)意義。

六、總結(jié)

本文在應(yīng)用“界面膨脹模型”和普適狀態(tài)方程研究納米晶界面熱力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，發(fā)展了納米晶整體材料熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算模型[4]，給出了納米晶體單相材料的焓、熵、自由能隨界面過剩體積、溫度以及晶粒尺寸發(fā)生變化的明確表達(dá)式，由此可以定量預(yù)測納米晶材料發(fā)生相變的特征溫度和臨界尺寸。

七、納米晶材料熱力學(xué)應(yīng)用展望

納米晶材料的特殊性能是由其化學(xué)組成、界面結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)生微細(xì)組織的制備過程等共同決定的，是與納米結(jié)構(gòu)和組織形成及轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)緊密聯(lián)系的。然而，相對于粗晶的大塊多晶體材料，納米材料的比熱值升高、熱膨脹系數(shù)成倍增大、以及與同成分塊體材料具有明顯差異的相變特征和相穩(wěn)定性等特性，因此，應(yīng)用于塊體材料的傳統(tǒng)熱力學(xué)理論不能很好的合理解釋納米晶材料的相變行為[11]。因此發(fā)展納米晶材料的熱力學(xué)研究具有很重要的意義。

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[8] Dugdale J S,Macdonald D K C.The thermal expansion ofsolids..Phys Rev.1959

[9] Vinet P,Smith J R,Ferrante J, et al.Temperature effects onthe universal equation of state of solids..Phys Rev B.1987

[10] Dugdale J S,Macdonald D K C.The thermal expansion ofsolids..Phys Rev.1959

[11] 宋曉艷,張久興,李乃苗,高金萍,楊克勇,劉雪梅.金屬納米晶和納米粒子材料熱力學(xué)特性的模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[A].2005年全國計(jì)算材料、模擬與圖像分析學(xué)術(shù)會議論文集[C].2005