材料设计的一个问题是,在自欧洲杯足球竞彩然和人工材料,偶尔体积下降,或汹涌,温度上升。虽然有机械原因发生某些材料,一般仍缺乏洞察为什么偶尔发生。欧洲杯足球竞彩
熵的测量系统中的障碍,发生在一段时间内没有能源投入恢复秩序。Zentropy集成在多尺度熵的水平。图片来源:伊丽莎白Flores-Gomez穆雷
然而,一群宾夕法尼亚州立大学科学家们已经制定一个理论阐明,然后预测:Zentropy。
Zentropy是一种熵,热力学第二定律的基础概念,状态的测量系统的紊乱,发生超过一定时间没有能源应用于系统中维持秩序。
想象一个在幼儿园玩耍区域;如果没有能源投入保持整洁,它迅速变成了一个到处乱惹玩具,高熵状态。如果能量是通过整理和安排房间一旦孩子走开,然后回到房间秩序和低熵状态。
Zentropy理论指出,热膨胀的热力学关系,当体积上升因为温度较高,等于负熵的导数有关的压力,即。大多数材料系统的熵减少,增加压力。
这允许Zentropy理论有能力估计体积的改变作为温度的函数在多尺度层面,即系统内各种尺度。所有国家的事有自己的熵,并系统的不同组件拥有自己的熵。
当我们讨论配置熵(不同颗粒重新排列在一个系统)熵只有系统的熵的一部分,所以,你必须添加单个组件的系统的熵方程,然后你考虑不同欧洲杯猜球平台尺度,宇宙,地球人,材料,这些不同尺度在不同的系统。欧洲杯足球竞彩
Zi-Kui刘,学习初级调查员和多萝西脑袋Enright材料科学与工程教授,宾夕法尼亚州立大学欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
研究人员发表了他们的发现杂志的相平衡和扩散。他们相信Zentropy可以估计违规体积比其他物理性质的阶段。这是由于系统对外部刺激的反应是如何引发的熵。
宏观功能的材料来自组(微观状态)在所有尺度上的微观状态和下面的欧洲杯足球竞彩宏观状态调查的规模(宏观)。
这些功能是很难估计只有一个或几个微观状态可以考虑在一个标准的计算方法如预测从头开始计算,帮助建立材料的关键属性。欧洲杯足球竞彩
这一挑战在与多个相变材料变得严重,这是物质从一种状态转换为另一个欧洲杯足球竞彩过程,如液体的蒸发。这通常是最革命性的功能存在,如超导和巨大的机电响应。
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根据刘,Zentropy理论“栈”这些不同尺度到一个熵理论,包含整个系统的各种元素,展示一个嵌套的错综复杂的多尺度熵公式系统。
你有这些不同尺度Zentropy理论可以叠加起来。例如,原子振动特性,低读数,然后你有电子相互作用,甚至更低。现在你怎么叠在一起覆盖整个系统?这就是Zentropy方程,堆放在一起。它创建一个配分函数熵尺度的总和。
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这个方法是刘的实验室参与了超过十年,有5个研究论文发表。
后”的理念其实很简单我们研究它和理解它,”刘说。
Zentropy已经改变材料的方式发展的前景,尤其是那些是系统的一部分受到增加温度。欧洲杯足球竞彩这些温度,具体的热膨胀,如果材料扩大可能会引起问题。欧洲杯足球竞彩
这有可能使材料的基本理解和设计紧急属性,如新的超导体和铁电材料,可能会导致新类的电子产品。欧洲杯足球竞彩此外,其他应用程序,如设计更好的结构材料,还可以承受更高的温度。欧洲杯足球竞彩
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虽然有对社会整体优势,科学家可以Zentropy应用于众多领域。这是由于熵的存在于每个系统。
“Zentropy理论有可能被应用到更大的系统,因为熵驱动所有系统的变化是否黑洞,行星,社会或森林,”刘说。
一起,其他研究的作者包括易王,在材料科学与工程研究教授,Shun-Li张,在材料科学与工程研究教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球研究得到美国国家科学基金会的支持,美国国防部和能源部。欧洲杯线上买球
期刊引用:
刘,Z-K等。(2022)Zentropy理论对积极和消极的热膨胀。杂志的相平衡和扩散。doi.org/10.1007/s11669 - 022 - 00942 - z。
来源:https://www.psu.edu