资源描述：
《热力学与统计物理(IMU) 之十四(4.5-6)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第四章第四章均匀物质的热力均匀物质的热力学性质（4）学性质（4）1.基本微分方程BasicDifferentialEquation4.5电磁介质的热力学性质本节ThermodynamicalPropertiesofElectricand考虑匀强磁场中的各向同性磁介质E—电场强度外磁场强度为H，相应的位形参数为磁感强度BH—磁场强度MagneticMediumvU—内能磁场对系统作功dW=VH×dBv又B=m0(H+m)，前面的讨论没有涉及外场的作用，位形参数仅限于几何变数．其中μ０为磁导率，m为磁化强度，总磁矩M=mV本节讨论有电磁场的情形（以磁场为例）．vv各向同性情形，B,H,m同方向，各
2、矢量写为标量形式基本微分方程æ12ödW=VdçmH÷+mVHdm00è2ø磁介质热力学关系电介质热力学关系物体磁场能增量介质磁化项内蒙古大学内蒙古大学理工学院物理系理工学院物理系第四章第四章均匀物质的热力均匀物质的热力学性质（4）学性质（4）VmdH22.磁介质热力学关系内能增量dU=TdS-pdV+0+mVHdm00ThermodynamicalRelations2p——“机械压强”（MechanicalPressure）0由dG=-SdT+Vdp-mMdH完整微分条件0吉布斯函数G=U+pV-TS02亦可得相应麦克斯韦关系VmdHdG=-SdT+Vdp+0+mVHdm002æ¶Möæ¶V
3、ö2-m0çç÷÷=ç÷引入总压强m0Hè¶pøT,Hè¶HøT,pp=p++mHm002æ¶Möæ¶Sö选T、p、H为独立变数m0ç¶T÷=ç¶H÷èøp,Hèøp,TdG=-SdT+Vdp-m0MdH可用以讨论磁介质热力学性质以T、p、H为独立变数，G为特性函数内蒙古大学内蒙古大学理工学院物理系理工学院物理系第四章第四章均匀物质的热力均匀物质的热力学性质（4）学性质（4）（2）热磁—磁热效应（1）压磁—磁致伸缩æ¶Möæ¶Söæ¶Möæ¶Vö第二个麦克斯韦关系式m0çè¶T÷ø=çè¶H÷ø可化为-mç÷=ç÷p,Hp,T第一个麦克斯韦关系0ç÷è¶pøT,Hè¶HøT,pæ¶Möæ¶Sö
4、æ¶Söæ¶TöCp,Hæ¶Tö分析压磁—磁致伸缩效应m0ç÷=ç÷=-ç÷ç÷=-ç÷è¶Tøp,Hè¶Høp,Tè¶Tøp,Hè¶Høp,STè¶Høp,Sæ¶SöCp,H=Tç÷è¶Tøp,H左端：弱场情形下近似有m=c(T)H左端：p，H不变时，因T变导致M变T与H不变时，m亦近似不变——热磁效应2m0H对顺磁物质，TM总压强p=p++mHm变化由p决定0002右端：p，S不变时，因H变导致T变p增加（则p增）导致总磁矩M增加——压磁效应0——磁热效应右端：T，p不变时，磁场增加导致体积的变化——磁致伸缩第二个麦克斯韦关系给出热磁和磁热效应的关系．第一个麦克斯韦关系给出压磁效应与
5、磁致伸缩的关系具体讨论内蒙古大学内蒙古大学磁热效应理工学院物理系理工学院物理系1第四章第四章均匀物质的热力均匀物质的热力学性质（4）学性质（4）æ¶MöCp,Hæ¶Töm0ç÷=-ç÷è¶Tøp,HTè¶Høp,S美研制出世界第一台磁冰箱æ¶TöTm0æ¶Mö即ç÷=-ç÷è¶Høp,SCp,Hè¶Tøp,H2002年01月03日14:18新华网V如果物体为顺磁物质，有Curie定律：M=CH，C＞0为居里系数新华网1月3日专电美国埃姆斯实验室最近研制出世界上第一台T能在室温下工作的磁冰箱，这种利用磁热效应制造的冰箱有朝一日æç¶Tö÷=CVm0H>0将代替传统的制冷系统。è¶Høp,STCp
6、,H目前的磁冰箱只耗费驱动扎轮转动的马达和抽水机的电力，节省了电能，未来的磁冰箱将进一步节能。磁冰箱不会产生传统制冷可见，对于顺磁物质，在压强不变的条件下，绝热去磁可以降系统排放出的温室气体，对于环境保护具有重要意义。研究人员表温．示，磁冰箱的商业化将在一年后开始，但第一台产品进入市场需要在大约8年以后。绝热去磁法降温可以获得<1K之温度．室温磁制冷埃姆斯实验室已经在磁冰箱领域研究多年，该研究获得了美国磁冰箱美国埃姆斯实验室2002年研制出世界上能源部的资助。此前，研究员用笨重的超导磁铁设计出了磁冰箱，稀土磁制冷材料第一台能在室温下工作的磁冰箱但用永磁铁制造出室温下工作的磁冰箱则是首次。内蒙古
7、大学内蒙古大学理工学院物理系理工学院物理系第四章第四章均匀物质的热力均匀物质的热力学性质（4）学性质（4）3.电介质热力学关系4.6焦耳效应和焦—汤效应JouleEffect&Joule–ThomsonEffect类似于磁介质问题，讨论电介质．只须做如下代换m®eM®PH®EB®D焦耳效应→焦—汤效应→比较→绝热膨胀00即可得电介质的相应麦克斯韦关系:1．焦耳效应æ¶Pöæ¶VöJouleEffe
