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熱力物質理論

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熱力物質理論或稱連續介質熱力學,理性力學研究內容之一,主要研究連續介質中熱學和力學的耦合現象。它是純力學物質理論的推廣。由這個公理體系可以演繹出熱力物質的耦合場方程和熱傳導方程。在給定的初始條件和邊界條件下求解這組方程,便可得出熱力連續介質的響應。

1 熱力物質理論 -熱力物質理論

 

2 熱力物質理論 -正文

  或稱連續介質熱力學,理性力學研究內容之一,主要研究連續介質中熱學和力學的耦合現象。它是純力學物質理論的推廣。1966年以來逐漸形成的熱力物質公理體系由下列三部分組成:
  ①原始元 除純力學物質理論中的物體、運動和力外,還包括能量、溫度、熵等。
  ②基本定律 除純力學物質理論中的質量守恆定律、動量平衡定律和動量矩平衡定律外,還有能量守恆定律和熵不等式。
  ③本構關係 除應服從純力學物質理論的三個本構公理外,還應服從因果關係、確定性、等存在、物質不變性、記憶和相容性等本構公理(見本構關係,純力學物質理論。
  由這個公理體系可以演繹出熱力物質的耦合場方程和熱傳導方程。在給定的初始條件和邊界條件下求解這組方程,便可得出熱力連續介質的響應。
  這個熱力物質的公理體系包括相當廣泛的內容。梯度型熱力物質和率型熱力物質是這個公理體系下的兩大類特殊的物質。到目前為止,其中只對梯度型簡單熱彈性固體和簡單熱粘性流體作過系統研究。儘管如此,它們已經把有關的古典理論都作為特殊情形包括進去。另外,根據一般理論可以對個別理論進行檢驗。例如,對於剛性導體,古典理論給出的熱傳導方程是拋物線型方程,這表示古典理論只能給出熱擾動的無限傳播速度,這顯然與實際不符。為了克服古典理論中這種明顯缺陷,1971年I.彌勒提出一個熵通量同本構函數的溫度率相關的公設,依此公設建立的熱彈性理論稱為廣義熱彈性理論。按此理論得到的雙曲型熱傳導方程,表示此理論可以給出熱擾動的有限傳播速度。1973年A.C.愛林根提出溫度率相關的熱粘性流體理論,又稱廣義熱粘性流體理論。近來已在這兩個理論的基礎上建立起廣義熱力物質理論。另外,對熱塑性物質的研究也逐漸重視。
  參考書目
 A. C. Eringen, ed.,Continuum Physics, Vol.2,Academic Press,New York,1975.

 

3 熱力物質理論 -配圖

 

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