地震地热说原理：知识库1

 

假如……

 

Seisman

 

假如：我们把地震地幔柱中的中深源地震想象成一些空泡的溃灭，会怎么样？

 

地震地幔柱与热力学

1）系统与环境

系统（System）

在研究地震地幔柱时，如果忽略壳内地震，把中深源地震与地幔分开……作为研究对象。

这种分离可以是实际的，也可以是想象的。

这种被划定的研究对象称为系统，亦称为体系或物系。

环境（surroundings）

与系统密切相关、有相互作用或影响所能及的地幔部分则称为环境。

2）系统的分类

根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类：

（1）敞开系统（open  system）：系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换。

经典热力学不研究敞开系统。

（2）封闭系统（closed  system）：系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。

经典热力学主要研究封闭系统。

（3）隔离系统（isolated  system）：有时把系统和影响所及的环境一起作为孤立系统来考虑。

从统计上看，地震地幔柱似乎属于封闭系统。

3）系统的性质

用宏观可测性质来描述系统的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类：

广度性质（extensive  properties）：又称为容量性质，它的数值与系统的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。

强度性质（intensive  properties）：它的数值取决于系统自身的特点，与系统的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。

4）热力学平衡态

当系统的诸性质不随时间而改变，则系统就处于热力学平衡态，它包括下列几个平衡：

热平衡（thermal  equilibrium）：系统各部分温度相等。

力学平衡（mechanical equilibrium）：系统各部的压力都相等，边界不再移动。

相平衡（phase  equilibrium）：多相共存时，各相的组成和数量不随时间而改变。

化学平衡（chemical equilibrium ）：反应系统中各物的数量不再随时间而改变。

5）过程和途径

过程(process)：在一定的环境条件下，系统发生了一个从始态到终态的变化，称为系统发生了一个热力学过程。

途径 (path)：从始态到终态的具体步骤称为途径。

常见的变化过程有：等温过程、等压过程、等容过程、绝热过程、环状过程。

6）热和功

热（heat）：系统与环境之间因温差而传递的能量称为热，用符号Q 表示。系统吸热Q>0，系统放热Q<0。

热的本质是分子无规则运动强度的一种体现。计算热一定要与系统与环境之间发生热交换的过程联系在一起。系统内部的能量交换不可能是热。

功（work）：系统与环境之间传递的除热以外的其他能量都称为功，用符号W表示。环境对系统作功W>0，系统对环境作功W<0。

Q和W的单位都用能量单位 “J”表示。

Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。

内能：系统内部的能量是描述系统状态的一个物理量（系统内所有分子热运动的能量）。

内能是状态量，内能的变化（增量）与经历过程无关。

理想气体内能只是温度的单值函数U (T)。

7）系统总能量

系统总能量通常由三部分组成：系统整体运动的动能、系统在外力场中的位能、热力学能，也称为内能。

8）热机原理：卡诺循环

9）相关问题

空泡成因：相变、成核与空化

空泡过程：空泡动力学

空泡溃灭：热传导与热辐射的影响

10）深源地震的成因与机制问题

……

 

本文参照http://piezo.nbu.edu.cn/wangji/Teaching/Thermo_SQu.pdf热力学基础，谨此致谢。

 

（2011.7.31 初稿）

 

 

 

 

图1  系统与环境

 

 

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