集智俱樂部熱力學與進化論小組第五次活動總結-資料下載頁
2025-06-23 06:55本頁面
【正文】 性就是壓強。l 所有吸收的粒子存儲到一個虛擬的庫：之中，表示整個能量守恒。 絕熱膨脹當紅色的物質減少到一定程度之后，系統(tǒng)進入第二個階段：絕熱膨脹。這個時候，熱機首先產生一個隔離帶把自己和高溫熱源隔絕開，使得高溫熱源與熱機之間不能傳遞能量（粒子），如下圖：其次，粒子與紅色物質的作用規(guī)則仍然保持不變。但是由于粒子撞擊紅色物質會被吸收，而熱源不能再補充新的粒子給熱機，所以熱機中的粒子數(shù)在減少，同時體積在膨脹，所以總體的溫度會降低。 等溫壓縮當熱機內的溫度降低達到與低溫熱源的溫度相等的時候，進入等溫壓縮的階段。如下圖，熱機開始與低溫熱源接觸，低溫熱源與高溫熱源相同，始終保持溫度不變。當系統(tǒng)進入這個狀態(tài)之后，紅色物質開始變成黃色物質。粒子與黃色方格交互的規(guī)則為：l 當一個粒子與一個黃色方格碰撞：n 粒子被彈回，而不會被吸收n 黃色方格增加一個單位n 一個庫中的粒子會從該方格發(fā)射出去l 當個粒子與一個黃色方格同時碰撞：n 個粒子都被彈回n 黃色方格增加一個單位n 個粒子從庫中發(fā)射出來進入熱機系統(tǒng)這個階段過程模擬了外界系統(tǒng)對氣體做功的過程。其中做功的量等于，這里壓強就反映了與一個方格同時發(fā)生碰撞的粒子數(shù)目。就表示方格數(shù)量的增加。 絕熱壓縮當黃色方格增長達到某一個閾值，是根據(jù)后面的過程計算的，系統(tǒng)就從等溫壓縮進入絕熱壓縮階段，熱機的頂部再次產生一個絕熱壁將熱機與熱源隔絕，它們彼此不再發(fā)生粒子交換。粒子與黃色物質發(fā)生交互的規(guī)則不變。黃色方格一直增長，粒子數(shù)目也一直增加。所以系統(tǒng)的溫度相應升高。、回復到第一階段 當黃色的方格數(shù)目長到剛好與最開始的紅色物質所占方格數(shù)相同的時候，這個時候熱機中的溫度應該剛好等于高溫熱源的溫度（可以通過調節(jié)上一階段所說的，使得系統(tǒng)能滿足該條件），熱機開始轉入第一個階段，即再次進行等溫膨脹，之后重復上面的動作。、系統(tǒng)總的運行圖下圖是整個運行過程中熱機中的溫度隨時間的變化我們看到它有一個降溫224。等溫224。升溫的過程，并且最后升溫達到的頂點與系統(tǒng)溫度的初始點很相似，這保證了系統(tǒng)可以回到初始狀態(tài)下的溫度。下面是熱機吸收的粒子數(shù)（庫中的粒子數(shù)），也相當于熱機對外界輸出的總的凈功隨時間變化的情況：我們看到熱機往外界輸送有用功先增加，之后開始減少，但是沒有完全減到，系統(tǒng)已經完成了一個熱力學循環(huán)，此時還剩下的粒子就是作為凈輸出功輸出的能量總量。另外，為了系統(tǒng)能在準靜態(tài)中運行，我們讓系統(tǒng)每運行滑塊所指定的周期之后，才會于紅色或者黃色物質相互作用。該模擬程序不僅擴展了原始的卡諾熱機，他是一個廣義的熱力學系統(tǒng)，同時，也揭示了熱性質的微觀基礎。尤其指出了有用的能量（輸出功）就相當于同步的能量。然而，此模擬的卡諾熱機模型仍然不夠簡潔，應在動力學規(guī)則上進一步簡化。具體玩法： 點擊按鈕 點擊按鈕 其他按鈕均為分步驟的熱機循環(huán)過程。14 / 14
法律信息相關推薦
鄂ICP備17016276號-1