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【48812】热力学经典教科书中一个现象级过错(III)——迟到的压力消磁效应

来源:爱游戏平台app下载    发布时间:2024-07-22 05:28:16

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  摘要:压力消磁是地质学中为了解说古岩石随地壳深度中压力的添加而出现的磁化消减现象。假如正确地运用磁致弹性的热力学,很简略发现这是一种热力学现象。惋惜的是,是地质学家而非物理学家首要发现了压力消磁效应。

  公号文章《热力学经典教科书中一个现象级过错》,与其说是指出一个过错,不如说反省咱们自己。天天诉苦学生科学批评才能不彰,咱们自己做得怎么呢?我教育《热力学与计算物理》课程超越二十年,不但对教材中的这一问题视而不见,反而津津有味呢。因而,我发现这个过错的当晚简直通宵未眠,深感学问缺乏,耽误了许多学生。一起,也觉得应该当即写出来,然后再与同行中激起评论。这一点,算是达到了。

  《热力学经典教科书中一个现象级过错(II)》主要是和同行们评论一些疑难问题。一个最杰出的问题是,线性介质的相互作用单位体积内的包括的能量元dω是

  M为磁化强度,H为磁场强度,μ0为真空磁导率。体积V之内的能量元dWB是

  已然电动力学中的体积V是固定的,那么VdM=d(VM)=dm就清楚明了,热力学的根本方程

  因而白璧无瑕。更何况,这个根本方程中的一切自变量都是广延量,也都可当作内能的天然变量,理论上何其完美。其实,这是不对的。电动力学中的体积是电磁场场散布的区域;而热力学中的体积是热力学体系的体积。这儿的体系是磁介质,体积是磁介质的体积。别的一个尖利的问题是,王竹溪先生和汪志诚两位先生的观念,孰是孰非仍是二者都对?我更倾向于王先生。

  指出一个过错并及时纠正,或许有益于教育。物理学有必要要有新的能够和试验比较的成果。只是纠正一个过错,价值也十分有限。我和我的学生们,其时就开端着手推导或许的新成果。事实是,咱们走到了正确的道路上,发现了不止一个有意思的成果。不过,本文只讲一个半新不旧的成果:压力消磁效应。

  注意到内能只要两个广延量(S,V),欧拉齐次函数定理告知咱们,一般的吉布斯函数G恒为零,即

  即坚持恒温稳定磁场条件下,压力越大,磁化强度削减越快。这正是古地磁学种观测到的现象,深度越深,陈旧岩石中的剩磁越弱。

  有必要指出:1,压力消磁是一个物理现象,有必要有物理的解说。2,惋惜(13)式的起点是资料是线性和均匀的,古岩石十分巨大尺度以公里乃至数十公里记,不或许线性和均匀。因而,热力学中的压力消磁(13)式只是和古岩石中的压力消磁出现定性的相符。假如把古岩石处理为分区线性和均匀,应该会有定量上的改进。3,在物理上压力消磁也许是压磁效应和磁致弹性的一个归纳效应,也或许能够独登时进行查验。

  在古地磁学中,这是一个已知的现象,可是长期不是一个受人重视的问题。直到1981年,加拿大的两位地质学家,G. W. Pearce和 J. A. Karson,在试验室内重现了这一现象[1],拜见下图,随之受到了Nature的重视[2]。然后,就成了地质学界的知识。现在,这种压力消磁(pressure demagnetization)的图片,网络上随意就能够找到。

  是地质学家首要提出了压力消磁效应,而这是一个物理学现象,有必要有物理学解说。而这个效应或许可当作压磁效应和磁致弹性的一个归纳效应。从一个简略的理论动身,发现热力学中的压力消磁效应,和地质学中的压力消磁效应,定性上共同。

  十分感谢海内外、线上下各位教师同学们的重视和点拨,特别感谢全国热力学与计算物理教育研究会微信群中的一切群友。

  附注:本文是《热力学经典教科书中一个现象级过错》系列文章的最终一篇,今后的文章将主要以学术论文的方式宣布。

  作者简介:理论物理博士,湖南大学教授、岳麓学者,全国热力学与计算物理课程教育研究会副理事长,国家级一流课程热力学与计算物理主讲教师。

  热力学经典教科书中一个现象级过错(II)——力学成果进入热力学的对应规矩END

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  原标题:《热力学经典教科书中一个现象级过错(III)——迟到的压力消磁效应》