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2022-02-24 :: 3880 Words热力学
本栏目主要关注热力学理论，热机相关的内容如果偏应用的话，则被归类到《机械》类。
第一热电效应（Seebeck effect）：如果两种导体或者半导体组成一个回路，两端接触点的温度不同（比如把两个端头分别放在冷水和热水中），就会产生电流，也会有相应的电压。
第二热电效应（Peltire effect）：把两种不同的导电材料串联在一起，通电之后，两个接头分别出现吸热和放热的现象。
第三热电效应（Thomson effect）：一个导体或半导体，如果两端有温差并且有电流通过的话，就会吸热或者放热（除了电阻产热以外）。
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半导体是个好东西，不仅能做芯片，还能用来做“炒酸奶”
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原来，自动搅拌杯的原理比想象中的还要简单！（热电效应）
1 mile最终便成了1760 yard或5280 foot，任何人看到这个数字都会觉得莫名其妙，但人们不知道的是，人家一开始就是简单的“一千步”而已。
历史上的华伦海特只是在发明了水银温度计后被英国授予了皇家勋章，并授权英国大规模生产使用基于他的标温原理的温度计而已。然而，华伦海特本人的温标其实是很模糊的，他把“氯化铵冰溶液”的温度定为0，把水的冰点定为32，把人体体温定为96，使三者形成二的简单的倍数关系。
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关于计量单位的“奇葩说”：你对我们“一无所知”
对于高温来说，质量最大的微观粒子以光速运动时即为温度的上限，数值超过\(10^32\)K，称为普朗克温度。
焦耳-汤姆森效应：气体在等焓的环境下膨胀，会使温度上升或下降。另外，存在一个所谓反转温度，当环境温度低于反转温度，通常表现为温度下降，反之温度上升。
气体等焓膨胀时存在两种变化：分子平均距离增加，势能上升令动能下降，使温度下降；分子平均距离增加也会导致单位时间内平均碰撞次数下降，碰撞转化的势能下降，动能上升导致温度上升。
总结起来就是当环境温度低于反转温度时，前者导致的温度下降比较显著，而环境温度高于反转温度时，后者导致的温度上升比较显著。大部分气体的反转温度都高于室温，即膨胀过程温度下降。
但是，氢气和当时还没有被分离出来的氦气都是例外，它们的反转温度要远低于室温，即便制取到了它们在室温下膨胀反而会升温。
杜瓦通过氯甲烷-乙烯-氧气-氢气多级串联的方式制得了液氢。
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科学史上最经典的“大力出奇迹”，莫过于用“土法制冷”挑战绝对零度
内燃机的燃烧气体同时也是工作介质，比如汽油机中，汽油燃烧后的气体直接推动活塞做功。与此相对，燃料不作为工作介质的热机则称为外燃机，比如蒸汽机的工作介质（蒸气）并不是燃料。
阿特金森循环（Atkinson cycle）是一种由英国工程师詹姆士·阿特金森（James Atkinson）于1882年发明的内燃机形式。阿特金森循环发动机提高了效率，但降低了功率密度，其缺点是在低转速时效率低、扭力较差。阿特金森循环发动机现阶段用在某些混合动力车辆上。
奥托循环（等体积加热）
汽油机吸入的是汽油和空气的可燃混合气，油在吸气时开始和空气混合，整个吸气和压缩过程都是油气混合的时间，到压缩完成时，混合已经十分充分。这种混匀了的气实际上很好烧，烧的速度快到活塞还没来得及动弹。所以就认为烧的过程中燃烧室容积固定。
迪塞尔循环（等压强加热）
理论上柴油机是先把空气压缩，使空气的温度升到柴油的着火点以上，然后在压缩结束时喷油，油喷进去后立即着火。由于喷晚了，导致柴油没时间跟空气充分混合，也没有时间汽化（当然柴油也不容易汽化），只能以边喷，边混合，边汽化，边燃烧的方式进行。这个过程中活塞在不断的下行，燃烧室空间不断扩大，抵消燃烧带来的压力上升趋势，使压力近似不变，所以认为是定压加热。
现代柴油机的燃油喷射压力很高，燃烧速度较快，其实也可以认为更接近于奥拓循环而不是迪塞尔循环。并且，压缩比一样的情况下，奥拓循环的效率永远比迪塞尔循环高。然而实际汽油机的压缩比不可能做到和柴油机一样。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/334987261
什么是阿特金森循环？
https://www.zhihu.com/question/456982043
为什么四冲程柴油机是狄塞尔循环，四冲程汽油机是奥托循环?
https://www.zhihu.com/question/297655053
为什么柴油机热效率明显高于汽油机？
https://www.zhihu.com/question/20067335
汽车内燃机废气的能量可否回收用来做功？
https://www.zhihu.com/question/28876576
发动机的效率为什么无法大幅度提升？ 提升发动机效率的难点在哪里？
https://zhuanlan.zhihu.com/p/384223882
直冷冰箱VS风冷冰箱的区别
在低压下很容易理解，随着压力的上升，沸点会上升。但是这种上升并不是无休止的。当达到水的临界压力以后（大约是22MPa），水的沸点将不复存在。此时升温并不会导致水的沸腾，当温度超过临界温度（约650K）时，水会进入超临界状态-这是一种非液非气的状态。此时水具有很多气体的典型性质，诸如流动、扩散等等，但是却不会产生气液界面，并且密度更接近液态。
在低压情况下，我们会看到气液两相的并存：有着明显的液面。当接近临界点时（亚临界状态），我们会看到液面渐渐模糊。最后当达到临界点的时候，我们会看到容器里的流体突然发生了变化：界面消失了，气液两相不复存在，它们变成了一体，不分彼此。
当压力极高的时候，水就总是以冰的形式存在（50GPa以上），无论如何加热都不会使它融化。
固体的相其实很复杂，虽然都是固体，但是很多物质在不同的压力和温度下会以不同的相存在。比如水的固相就有十多种，一般相与相之间转化时会有热效应。
https://www.zhihu.com/question/349336520
水能否烧到一千摄氏度？
Savery Pump：
Newcomen Atmospheric Engine：
Watt Atmospheric Steam Engine：
Stirling Engine：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/24900853
蒸汽机的进化（上）：从Savery到Newcomen
https://www.egr.msu.edu/~lira/supp/steam/index.htm
Brief History of the Steam Engine
https://www.zhihu.com/question/305046391
为什么英国当年不封锁蒸汽机技术，使得工业革命只发生在英国，形成高于世界任何国家的文明？
NOS（氮气加速系统）的工作原理是把N2O（一氧化二氮，俗称”笑气”）形成高压的液态后装入钢瓶中，然后在发动机内与空气一道充当助燃剂与燃料混合燃烧。N2O在高温条件下可分解产生氧气和氮气，其中氧气是关键的助燃气体，而氮气又可协助降温，以此增加燃料燃烧的完整度，提升动力。
在正常的空气中，氧气的占比是21%。NOS系统相当于把空气中氧气的体积占比提升到了33%。
https://www.zhihu.com/question/53028127
在发动机的发展史上，有哪些技术大幅提高了同排量下的功率？
https://mp.weixin.qq.com/s/R__7gmP4upYPf1URBzTRug
冬日里的“水货”：挨了冻，内心居然更膨胀了？
https://mp.weixin.qq.com/s/R297R23Pun_RRy9LdSezKA
灵魂之问，食物热量单位为什么是卡路里？
https://mp.weixin.qq.com/s/sVyC5sBUEJLfAzetL0Fl-Q
什么是非平衡态热力学
https://mp.weixin.qq.com/s/fbJQs87R9c8_j_B5-zTsVg
古代没有冰箱，夏天冰块是怎么来的？
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三伏天，我在伊朗的风塔里惬意乘凉
https://mp.weixin.qq.com/s/Kfiz22KpxHtkQof3C5g81A
卡路里的身世变迁
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如何测量一亿度的高温？
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没有空调的夏天，古人到底要怎么熬呀！
物理+
大约在公元前600年左右，来自米利都（Miletus）的古希腊哲学家泰勒斯（Thales，没错，就是那个用大金字塔影子的长度测算了塔高的泰勒斯）记录了一种被他称为“Lodestone”的矿石。在希腊时代，这种矿石主要分布在麦格尼西亚（Magnesia）。这个地名，日后成为了西方语言中“磁铁”（magnet）一词的词源。
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新物理的魅影？
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