热学发展史对中学热学教学的启示学是中学物理教学中必不可少的一个重要内容,而由于比较抽象,因此成为中学物理教学中的一个难点.热现象普遍存在.同学们很早就有了相关的经验,这是进行热学教学的一个很好基石.但也正因为这个基石的作用,一些不正确的观点很难进行纠正.根据教学经验和相关研究人员的调查结论知道,不管是小学生还是中学生,不管是否学过物理,都有相当多的人对热的理解不科学,其中非常典型的想法就是把热看成是一种可以流动的物质.根据当前国际科学教育上富有广泛影响的学习理论即“概念转变”理论认为:科学学习的过程就是概念转变过程,提出了为概念转变而教.那么作为中学物理热学部分的教学,其主要目标是让同学们通过热学的学习.实现其概念发生转变,建立起科学的分子运动论观点.为了实现概念发生转变,很多的教师和研究者进行了多种尝试,如通过“做中学”“实验探究”等方法来帮助学生建立科学的热观点,都取得了一定的成效.而本文中笔者试从利用热学发展史开展有效教学帮助学生转变概念进行浅析.从认知发展心理学的观点看,同学们个体在对某一事物认识的时候,认识水平是在主体与客体间不断地相互作用过程中变化和提高的.个体的认识发展过程是人类认识发展过程的一个缩影.因此个体的认知发展水平和历史上人类对其认识水平是相对应的.也就是说从人类对热的认识发展就可预知学生对热的理解情况.那么要进行有效的热学教学,我们有必要向学生介绍有关热学发展史.在历史上,人类对“热”是什么的思考一直没停止过.对热的认识不断变化和发展.大致可以归纳为以下三个阶段:一、热质说的形成受古希腊原子论思想的影响,热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传.法国科学家和哲学家伽桑狄认为,热和冷也是由特殊的.‘热原子”和’‘冷原子”引起的,波尔哈夫认为热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性的物质粒子,它们没有重量,彼此排斥.这个观念,把人们引向“热质说”.‘’热”可以从高温物体传向低温物体,就好似水从高处流向低处.认为热是一种特殊的物质.它暗藏在物质粒子之间,受到物质粒子的吸引,热质粒子之间互相排斥.在18世纪..热质说”几乎统领热学各个领域,当时“热质说”能简单地、比较满意地解释当时发现的大部分热现象,并取得了一定的成功.例如.物体温度的变化是吸收或放出“热质”引起的;热传导是“热质”的流动,等等.在“热质说”的影响下,热学(主要是量热学)的研究取得了一些进展.但到了后来,“热质说”无法解释热缩冷胀、摩擦生热等现象,受到了严重的挑战.二、定性的热动说的形成1658年,伽桑狄提出物质是由分子构成的假设,假想分子是硬粒子,能向各个方向运动,使它们以不同形式进行结合并表现出不同的特征.他用这个假说进一步解释了固、液、气三种状态.即在固体内部,硬粒子结合得很紧密,粒子之间强大的力使它们保持着固定的形状、粒子排列规则;在液体内部,相距较近的粒子之间的力使它们不易分散开来;在气体中,相距很远的粒子之间不存在相互作用力,各个粒子自西运动.19世纪初,随着化学原子论的确立,分子概念同样也被提了出来,分子无规则运动的现象也由实验所呈现出来.在1803年时,道尔顿(英国化学家)通过对大气的成分、性质以及气体的扩散和混合现象的研究,提出了他的新原子学说的基本要点.即:一切化学元素都是由不可分割的原子组成的;各种元素的原子以其不同的形状、性质而区别,并具有特定的质量;不同元素的原子以简单整数的比例柑结合而形成各种化合物的原子.当时由于“分子”概念尚未建立,道尔顿把不同原子组成的分子称为“复杂原子”.1811年,阿伏加德罗(意大利物理学家)在道尔顿的原子论的思想基础上,开始引入“分子”的概念,并把它与原子概念相区别.1827年,由于布朗(英国植物学家)长期的观察研究,发现布朗运动,他在分子运动论方面做出了新发现,为分子运动提供了有力的证据.1905年爱因斯坦从统计力学观点最终建立了布朗运动的理论,给分子运动的研究提供了理论依据.接着法国的佩兰根据爱因斯坦及他人的理论研究成果,做了多年的关于布朗运动的实验,并由此相当精确地测定了阿伏加德罗常数和分子的各个有关的数据.因此,布朗运动是微观分子运动的宏观表现.也是分子存在热运动和分子间存在空隙的有力证据.三、定盆的热动说的形成焦耳等人通过大量的实验,认为热和机械运动等同其他运动形式一样,也是运动的一种形式,而不是一种特殊的物质(热质).之后,人们进一步对热运动作了定量的比较系统的研究.使分子运动论得以建立起来.在分子运动论方面做出大量工作的有许多科学家,其中克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼的工作尤为重要,他们是分子运动论的主要奠基者.经过许多物理学家几代人的共同努力,分子运动理论终于建立起来了.它不仅揭示了宏观“热”过程与分子的微观运动状态之间的联系,而且表明了热是大量分子的无规则运动的表现,一个宏观系统的热力学状态是由组成该系统的大量分子的统计规律决的.这也说明热运动和机械运动是完全不同的运动形式.单个分子的运动遵从牛顿力学规律,大量分子的运动遵从的是统计规律性.四、热学发展史对中学热学教学的启示中学物理教学,不要求定量地掌握有关分子运动论,所以目前的中学物理教科书中只涉及到分子运动论的一些基本概念,内容表述为:(l)宏观物体是由大量微粒—分子或原子组成的;(2)物体内的分子在不停地运动着,这种运动是无规则的,其剧烈程度与物体的温度有关;(3)分子之间有相互作用力.由此可以看出,对于中学生只要建立起定性的分子运动论的观点就可以了,这是中学热学的教学目标.真正有效的教学过程实际上就是想办法缩短学生科学认识所用的时间,不必再像历史上人类那样通过那么长的时间去摸索探究,所以在热学教学中,不能忽视学生原有经验,设置合适的问题情景,让学生面临当初科学家们所面临的问题,通过探究来不断发展或改变原有不科学的概念.了解在人类认识历史上是如何从热质说发展到热动说,难点何在,怎么突破等问题,对中学物理教学具有参考意义.参考文献1丁帮平.国际科学教育导论.太原:山西教育出版社,20022吴瑞贤,章立源.热学研究.成都:四川大学出版社,1987
热力学第一定律(thefirstlawofthermodynamics)就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为Q=△U+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。该定律经过迈耳、焦耳等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
力学论文世界上有确定的东西吗?正如大家所知,1927年3月,海森堡在《量子论的运动学与动力学的知觉内容》论文中,提出了量子力学的另一种测不准关系,海森堡认为,科学研究工作宏观领域进入微观领域时,会遇到测量仪器是宏观的,而研究对象是微观的矛盾,在微观世界里,对于质量极小的粒子来说,宏观仪器对微观粒子的干扰是不可忽视的,也是无法控制点额,测量的结果也就同粒子的原来状态不完全相同。所以在微观系统中,不能使用实验手段同时准确的测出微观粒子的位置和动量,时间和能量。由数学推导,海森堡给出了一个测不准关系式: 。对于微观粒子一些成对的物理量,在这里指位置和动量,时间和能量,不能同时具有确定的数值,其中一个量愈确定,则另一个就愈不确定。所谓测不准关系,主要是普朗克常量h使量子结果与经典结果有所不同。如果h为零,则对测量没有任何根本的限制,这是经典的观点;如果h很小,在宏观情况下,仍然能以很大的精确性同时测定动量与位置或能量与时间的关系,但是在微观的场合就不能同时测定。实验表明,决定微观系统的未来行为,只能是观察结果所出现的概率,测不准关系已经被认为是微观粒子的客观特性。海森堡提出了测不准关系后,立即在哥本哈根学派中引起了强烈的反响,泡利欢呼“现在是量子力学的黎明”,玻尔试图从哲学上进行概括。1927年9月,玻尔在与意大利科摩召开的国际物理学会议上提出了著名的“互补原理”,用以解释量子现象基本特征的波粒二象性,它认为量子现象的空间和时间坐标和动量守恒定律,能量守恒定律不能同时在同一个实验中表现出来,而只能在互相排斥的实验条件下出来不能统一与统一图景中,只能用波和粒子这些互相排斥的经典概念来反映。波和粒子这两个概念虽然是互相排斥的,但两者在描写量子现象是却又是缺一不可的。因此玻尔认为他们二者是互相补充的,量子力学就是量子现象的终极理论。“互补原理”实质上是一种哲学原理,称为量子力学的“哥本哈根解释”。30年代后成为量子力学的“正统”解释,波恩称此为“现代科学哲学的顶峰。”1927年10月在布鲁塞尔第五届索尔卡物理学会议上,量子力学的哥本哈根解释为许多物理学家所接受,同时也受到爱因斯坦等一些人的强烈反对。爱因斯坦为此精心设计了一系列理想实验,企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾。玻尔和海森堡等人则把量子理论同相对论作比较,有利地驳斥了爱因斯坦。1930年10月第六届索尔卡物理学会议上,爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验,向量子力学提出了严峻的挑战。光子箱的结构很简单,一个匣子挂在弹簧称上,一个相机快门一样的装置控制匣子内光子的射出。每次射出光子的时间由快门控制,弹簧称上可以读出整个盒子因光子出射而减少的质量,根据大名鼎鼎的爱因斯坦质能关系: 得出光子的能量,这样原则上时间和能量不存在不能同时确定的问题。 据说玻尔看到这个装置登时口吐白沫,经过紧急抢救时的输氧加上彻夜的苦思之后,玻尔终于搬来了救星,呵呵,那竟然是爱因斯坦本人的广义相对论。发射出光子后,光子箱的质量减少纵然可以精确测出,然而弹簧秤收缩,引力势能减小,根据广义相对论的引力理论,箱子中的时钟会走慢,归根到底时间又是不确定了。 这次轮到爱因斯坦吐血三天了,他费尽心思找来的实验居然成了量子力学测不准关系的绝妙证明,还被玻尔等人堂而皇之的载入他们的论文之中。 既然在微观状态下,存在测不准关系,那么在宏观状态下,还存在测不准关系吗?这个我们应该能得出结论:当然存在测不准关系。我们做实验的时候,一旦到了处理实验数据就要同时算出相应的不确定度。这是为什么呢?测量结果都具有误差,误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。任何测量仪器、测量环境、测量方法、测量者的观察力都不可能做到绝对严密,这就使测量不可避免地伴随着有误差产生。因此,分析测量可能产生的各种误差,尽可能可消除其影响,并对测量结果中未能消除的误差做出估计,就是物理实验和许多科学实验中必不可少的工作。但是,我们只能尽力减小误差,却不能消除它。从上面可以看得出,世界上是不存在测得准的东西的,正所谓世界是辩证统一的,事物是相互影响的,既存在相对性,又存在绝对性。事物的测不准关系,就因为它既有相对性,又有绝对性,而我们通常所说的某某物重多少,高多少,等等看似绝对的数据其实是相对的。在某一个时段里,物体趋向于某个值的概率最大,因而我们就把这个值称作在这个时段里的相对准确值,它本是使不可能测准的。事物之间又存在着相互作用,因而又由于相互作用是具体的,因而是有限的,具有一定的认识意义;而本体则是抽象的,因而是无限的,并不具有任何确定的认识意义。所以,世界上并不存在确定的东西。参考文献:张三慧,《大学物理学<量子物理>》清华大学出版社2000年8月第二版34页35页李士本,张力学,王晓峰《自然科学简明教程》,浙江大学出版社2006年2月第一版,68页.72页黄理稳,李学荣《科学技术发展简史》华南理工大学出版社,2002年3月第一版,136页全林,《科技史简论》,科学出版社,2002年3月第一版,213页,214页周建,《没有极限的科学》,北京理工大学出版社,2006年4月第一版,102页吴平,《大学物理实验教程》机械工业出版社,2005年9月第一版,4页
卡诺定理错误及热力学第二定律逻辑推理不成立的证明学物理者必知的逻辑证明卡诺定理错误 及热力学第二定律不成立 源自科技创新导报2010年25期10页 邮箱: 源自科技创新导报2010年25期10页本文旨在探索没有任何假说条件下,认识物质的物理规律时如何遵守逻辑规则推理形成正确结论,今后不被证明存在错误。亚里士多德物理学关于重物下落更快的理论存在一千多年后,某一天被伽里略是用一根绳子链接轻重物体时,推证亚里士多德的物理学错误。我做了一个试验:用两个乒乓球,一个注满水,一个是空的,然后同时从高处落下,现象确实是重的下落更快。说明伽里略的发现并没有改变现象,伽里略和亚里士多德都看见了重物下落更快。但是现象还不是科学,亚里士多德的物理学错误。卡诺定理存在同样的严重缺陷——我们在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形,发现卡诺热机的内部热容可以任意改变。实质上就使得理想过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变,据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。这样逻辑推理就能证明卡诺定理错误。不要因为看见了热从高温向低温流动的现象就认为热力学第二定律成立。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误,那就难以成立。摘 要:新型理想热机就是在卡诺热机的内部增加了固体物质,因此可以随意改变卡诺热机的内部热容,以前科研工作者还没有发现卡诺热机存在可以随意改变热容这个严重问题。对它的循环工作进行分析发现最高理想工作效率大于η,这样从逻辑形式上证明卡诺定理不成立。关键词:卡诺热机,卡诺定理,热力学第二定律自然界的热量通过温差的形式能转化为有用功后输出动力。1824年,法国工程师卡诺经过对蒸汽机的研究,总结了蒸汽机循环工作的四个过程,即高温恒温膨胀过程、绝热膨胀过程、低温恒温压缩过程、绝热压缩过程。提出了被称为卡诺热机的理想热机 [1],证明了利用温差的形式产生动力的热机使热量完全转化为有用功的最高工作效率η为[2]:η=(T1-T2)/T1 (式中η卡诺热机效率,T1表示高温,T2表示低温。)卡诺还在证明卡诺热机的循环工作效率的基础上建立了卡诺定理[2]:在理想条件下,任何热机使热量转化为有用功的效率不可能大于η[3],任何热机无法从单一热源获得有用功。后来,克劳修斯在卡诺定理的基础上建立了热力学第二定律。根据热力学第二定律,热机从单一热源取热作功,就要产生熵 (痕迹) [4]。1新型理想热机 图1 新型理想热机图1是新型理想热机或系统。系统内部分为两部分:上部装有活塞,活塞下面装有理想气体,中部是一块导热良好的隔板把系统隔开为上下两部分,下部装有固体物质。可见,新型理想热机就是在卡诺热机的下部增加了固体物质。卡诺热机的内部增加了固体物质后,我们可以利用固体物质随意改变它的内部热容。当卡诺热机没有增加固体物质时,其内部热容为理想气体的热容Cr气。然而,在增加了固体物质后,其内部热容变为理想气体的热容Cr气和固体物质的热容Cr固之和即: Cr气 + Cr固 。卡诺热机内部增加了固体物质后再进行绝热膨胀或压缩过程时,其内部的温度变化△T与活塞运动距离S的关系为: △T= k×S× P÷Cr(式中△T温度变化,K:k关系常数:S活塞运动距离,m:P压强,kgf / m2:Cr内部热容。)令温度变化△T时,其内部热容Cr越大,要求活塞运动距离S越大。理想气体压强P越大,则要求活塞运动距离S越小。如果再在理想条件下分析利用固体物质随意改变卡诺热机的内部热容,那么逻辑推理就能够证明卡诺定理逻辑上不成立:首先,取卡诺热机置于低温T2之中,在它的内部增加固体物质,使其内部热容随意变大为理想气体热容Cr气的4倍,开始让其从低温T2状态{P2、V2、T2}进行绝热压缩过程达到高温T1状态{P1、V1、T1}[5],设定活塞压缩的运动距离为1米。然后,先让其在高温热源T1之中进行高温恒温膨胀从热源T1中取热输出功,令活塞膨胀1/2米的运动距离。之后,把卡诺热机内部的固体物质取出,使其内部热容恢复到理想气体的热容Cr气。这时,再让其从高温T1{P1/2、V1/2、T1}开始进行绝热膨胀过程,因为卡诺热机的内部热容变得很小,只有绝热压缩过程的1/4倍,那么,活塞膨胀只需要余下的 1/2 米的运动距离,最后就能够回到低温T2状态{P2、V2、T2}上复原。由于它的膨胀复原过程中存在高温恒温膨胀取热输出功。整个循环工作中其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功,所以,它改变内部热容后获得的效率逻辑上大于η。如果把这个过程循环下去,它就能够不断从单一热源T1取热输出有用功。由于我们在高温T1之中取出了固体物质,这不是痕迹。仍然可以利用固体物质改变卡诺热机的内部热容输出有用功:我们可以另取一个卡诺热机,置于高温T1之中,在它的内部增加固体物质改变内部热容为Cr气的4倍,开始,让其从高温T1状态{P1、V1、T1}进行绝热膨胀过程达到低温T2状态{P2、V2、T2},并且设定活塞膨胀的运动距离为1米。然后,(利用绝热膨胀得到的输出功)对其进行低温恒温压缩在低温热源T2之中放热耗用功,令活塞压缩1/2米的运动距离。之后,把卡诺热机内部的固体物质取出,使其内部热容恢复为Cr气。这时,再让其从低温T2进行绝热压缩过程,因为它的内部热容变得很小,只有绝热膨胀过程的1/4倍,那么,活塞压缩只需要余下的 1/2 米的运动距离,最后就能够回到高温T1状态{P1、V1、T1}上复原。由于它的压缩复原过程中存在低温恒温压缩放热耗用功。结果是其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功。这样就让高温T1之中的固体物质又回到了低温T2,不会留下痕迹。以上利用固体物质改变卡诺热机的内部热容的两个方式中,关键是存在高温恒温膨胀从高温热源T1中取热输出功,与低温恒温压缩在低温热源T2之中放热耗用功,从而保证了它在改变内部热容后复原时获得的效率逻辑上大于η。证明卡诺定理错误。因此:在增加了固体物质后的卡诺热机进行的绝热膨胀和压缩工作过程中,如果我们利用固体物质的热胀冷缩、热磁、热电这样几种物理性质来对外做功,同样有改变卡诺热机的内部热容的效果,并且在改变它的内部热容的贡献中也不留下任何痕迹。所以:热力学第二定律结论不成立。亚里士多德物理学关于重物下落更快的理论存在一千多年后,某一天被伽里略是用一根绳子链接轻重物体时,推证亚里士多德的物理学错误。我做了一个试验:用两个乒乓球,一个注满水,一个是空的,然后同时从高处落下,现象确实是重的下落更快。说明伽里略的发现并没有改变现象,伽里略和亚里士多德都看见了重物下落更快。但是现象还不是科学,亚里士多德的物理学错误。卡诺定理存在同样的严重缺陷,我们在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形。实质上就使得理想过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变,据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。不要因为看见了热从高温向低温流动的现象就认为热力学第二定律成立。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误,那就难以成立。现代又出现了一类新型热机和装置,例如日本研制的“热磁发电机”[7]、中国制造的“无偏二极管’’[8]。反映出自然界还存在一个热动力原理。今后:根据这个新型热机探索物理可以揭示更多的热动力规律。[1] 印永嘉、李大珍编:《物理化学教程》,高等教育出版社,1990年修订本。 [2] 靳海芹 ,王筠.热机及其效率研究[J] .湖北第二师范学院学报,2009,26( 8) [3]董艳红.卡诺定理的证明[J] .佳木斯大学学报(自然科学版),2009,27(4) [4]路俊哲 ,吴建琴 ,马晓栋.关于熵的理解上的几个问题[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2007,26(1) [5]吴建琴 ,马晓栋.循环过程的基本特征[J] .新疆师范大学学报(自然科学版),2008(2) [6]孟振庭 .热量概念的进一步探讨[J].陕西师范大学学报(自然科学版) [7]日本新技术情报志[R].1983(10) [8]徐业林.单一室温环境获得能量的实验与研究[M]. 第一版.科学出版社,1988
同志你好: 以下是我总结的材料,请核对后使用 祝愿你工作愉快 工程热力学 热力学是研究热现象中,物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时,系统与外界相互作用的学科。 工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。 工程热力学的基本任务是:通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,提高热能利用率和热功转换效率。 为此,必须以热力学基本定律为依据,探讨各种热力过程的特性;研究气体和液体的热物理性质,以及蒸发和凝结等相变规律;研究溶液特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程,溶解吸收或解吸等物理化学过程,这就又涉及化学热力学方面的基本知识。 工程热力学是关于热现象的宏观理论,研究的方法是宏观的,它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础,通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为,对宏观现象和热力过程进行研究。 这种方法,把与物质内部结构有关的具体性质,当作宏观真实存在的物性数据予以肯定,不需要对物质的微观结构作任何假设,所以分析推理的结果具有高度的可靠性,而且条理清楚。这是它的独特优点。 古代人类早就学会了取火和用火,不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末,人们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下,人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709~1714年华氏温标和1742~1745年摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。 1798年,朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年,英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由“热质说”得到解释。1842年,迈尔提出了能量守恒理论,认定热是能的一种形式,可与机械能互相转化,并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。 英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就是以他的名字命名的。 热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年,法国人卡诺提出著名的卡诺定理,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响,他的证明方法还有错误。1848年,英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年,德国的克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。 1850~1854年,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律和第二定律的确认,对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。 与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数,研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律 。1906年,德国的能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理;1912年,这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。 二十世纪初以来,对超高压、超高温水蒸汽等物性,和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视,人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。
热力学研究的主要内容包括热、功和其他形式能量之间的相互转换及其转换过程中所遵循的规律;各种物理变化和化学变化过程中所发生的能量效应;化学变化的方向;化学变化的限度。
热力学第一定律是能量守恒原理的一种表达方式。此定律认为:在一个热力学系统内,能量可转换,即可从一种形式转变成另一种形式,但不能自行产生,也不能毁灭。
一般公式化为:一个系统内能的改变等于供给系统的热量加上系统对外环境所作的功。 热力学第一定律是生物,物理化学等学科的重要定律。
定义:
自然界一切物体都具有能量,能量有各种不同形式,它能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递过程中能量的总和不变。
基本内容:
热可以转变为功,功也可以转变为热;消耗一定的功必产生一定的热,一定的热消失时,也必产生一定的功。普遍的能量转化和守恒定律是一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。热力学的基本定律之一。
热力学第一定律指出,热能可以从一个物体传递给另一个物体,也可以与机械能或其他能量相互转换,在传递和转换过程中,能量的总值不变。它的另一种表述方式为:不消耗能量就可以作功的“第一类永动机”是不可能实现的。
热力学第一定律(thefirstlawofthermodynamics)就是不同形式的能量在传递与转换过程中守恒的定律,表达式为Q=△U+W。表述形式:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。该定律经过迈耳、焦耳等多位物理学家验证。热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。十九世纪中期,在长期生产实践和大量科学实验的基础上,它才以科学定律的形式被确立起来。
主要内容是用热力学第一定律研究“化学反应热”方面的问题。在化学反应中,一摩尔物质的变化(指主要的生成物或反应物)所吸收的热量名为化学反应热,简称为反应热。根据热力学第一定律知道,在定温、定压(或定容)下发生的化学反应,其反应热Qp(或Qp)等于反应过程焓(或内能)的变化 ΔH(或ΔU)。所以方程 f0 (1)是热化学中的基本热力学公式。利用态函数U、H 的性质,就可以从某些已知的反应热计算未知的反应热。由式(1)可见,反应热Qp(或Qp)仅由反应物的初始状态及生成物的终了状态所决定,而与中间过程无关,这称为赫斯 (Hess)定律。例如化学反应 C O2─→CO2可以分和两步实现,若这三个反应的反应热分别为Qp、Qp1、Qp2,则 Qp=Qp1 Qp2。赫斯定律是热力学第一定律的早期实验基础之一,它可以帮助人们从易于测定的Qp(或Qp)值,计算难于测定的Qp(或Qp)值;它是热化学中的重要定律之一。反应热与温度的关系由基尔霍夫定律给出。它的内容是:定压下,在两个不同温度(T1和T2)进行的同一化学反应,其反应热Qp(T1)和Qp(T2)不同。由赫斯定律可导出反应热随温度的变化满足如下关系(2)式中ΔCp为生成物的定压热容和反应物的定压热容之差。式(2)就是基尔霍夫定律,它也是热化学中的一个重要定律。 主要内容是应用热力学的平衡判据研究化学反应的平衡条件。在化学热力学中通常把化学反应方程写作等式,例如,在化学热力学中将高温下氢分子和氧分子化合成水的反应式写为2H2O-2H2-O2=0。一般地,把任意一个化学反应写作如下形式式中Ai表示第i种组元。vi表示第i种组元在化学反应中的计量系数,并规定对生成物而言vi取正号,对反应物vi取负号。对在不同条件下发生的化学反应,可使用不同的平衡判据。例如,在恒温、恒压、恒组成(N)下进行的化学反应,其自发进行(相应于下式中的小于号)或平衡条件(相应于下式的等号)由自由焓判据确定。即(4)式中μi为系统中某物种的偏摩尔自由焓(或称化学势),dni为该物种摩尔数的变化。由于化学反应 vAA vBB …─→vLL vM M … (5) 发生时,各物种的数量变化dni要服从计量系数之间的比例关系,即式中ξ为反应进度,dξ为在一个无穷小过程中化学反应的进度。因而在式(4)中化学反应的自由焓判据为dGT,p,N=(-vAμA-vBμB vLμL vMμM)dξ≤0 (7) 或为在恒温、恒压、恒组成的系统中单位进度的反应(按计量系数的摩尔数发生的反应)产生的自由焓变值 Δ埥。为了满足恒组成的条件,可以设想系统非常大,因而发生了单位进度的化学反应后,系统的组成只变了无穷小量。Δ埥称为反应自由焓,-Δ埥称为化学亲合势。Δ埥越小(或-Δ埥 越大)则在该T、E、N(组成)时,反应趋势越大;Δ埥 等于零时,反应达到平衡。当系统中没有产物时,产物的化学势为零;这时Δ埥= 即正向反应趋势极大;反之,若反应物的浓度为零,则Δ埥=∞,即逆向反应趋势极大。在反应的过程中,组成不断变化,Δ埥值也随之变化,变化的情况如附图中所示,正向反应的Δ埥由AB曲线表示,逆向反应的Δ埥由A┡B┡曲线表示。R为反应物,P为产物。O点处Δ埥=0,所以O代表平衡混合物。 用热力学方法研究多组元体系的理论。 溶液是液态溶体。溶体是一个含有两种或两种以上组元的均匀系。当溶体是气相时,通常叫做混合气体;当溶体是固相时,叫做固溶体。
中医药学是中华民族几千年来与疾病不懈斗争的经验总结,热力学是源于西 方的物理化学学科,这两者一古一今、一洋一中,分属两大学科门类。乍看起来, 两者毫无关联,但是仔细分析不难发现,中医药学与热力学“貌离神合”、“灵 犀相通”,两者无论在思维方式方面,还是解决问题的着眼医院药物研究中心肖小河教授提出了中医药热力学观,为重新审视和研究中医药 特别是中药药性理论提供了新的视角,也将为进一步阐明中医治法治则、复方配 伍规律、中药药效物质基础和品质药效评价等提供一种新的方法体系。 与中医药学灵犀相通的现代学科——热力学 肖小河介绍,热力学是研究能量转换的一门学科,归属于物理化学学科。其 中的化学热力学、生物热力学一直是物理化学的核心内容,也是当今物理化学中 发展最活跃的领域。 热力学又称热动力学,起源于1824年卡诺(Carnot)对热机效率的研究,当 时的热力学研究仅研究热与机械功之间的相互转换。随着电能、化学能、生物能 以及其他形式能量的发现和应用,热力学发展成为研究热与其他形式能量相互转 换所遵循规律的一门学科。热力学的基本原理在化学现象以及和化学现象有关的 物理现象中的应用,称为化学热力学;相应地,热力学的基本原理在生命现象以 及和生命现象有关的物理现象中的应用,则称为生物热力学,或生物热力学。 热力学的理论基础主要是两个基本定律:热力学第一定律亦称能量守恒与转 化定律,主要研究热与其他形式能量之间相互转化的守恒关系。热力学第二定律 主要是研究热与其他形式能量之间相互转化的方向和限度的规律。 上世纪七十年代,比利时物理学家普利高津(Prigogine)通过对复杂系统演 化过程的深入研究,创造性地提出了耗散结构理论并获得了诺贝尔化学奖。他指 出,远离平衡的开放系统,在一定的控制条件下,由于系统内部非线性的相互作 用,通过涨落可以形成稳定的有序结构,即耗散结构。耗散结构理论丰富和发展 了热力学基本理论,为人们研究包括化学现象和生命现象在内的各种生物、自然 和社会的复杂体系,提供了具有普遍指导意义的新思维和新方法。 肖小河认为,简单来说,热力学就是采用宏观的研究方法,即主要依据系统 的初态、终态及过程进行的外部条件(均是可以测量的宏观物理量)对系统的变 化规律进行研究,而不涉及物质的微观结构和过程进行的机理。 热力学可根据人类实践经验并借助数学知识,用逻辑推理方法得出的具有普 遍意义的热力学规律,其结论绝对可靠;但正因不涉及物质的微观结构,所以不 能对热力学规律做出微观说明。换句话说,热力学只能告诉人们,系统在一定条 件下的变化具有什么样的规律,而不能回答为什么具有这样的规律;热力学只能 告诉人们,在某种条件下,变化是否能够发生,若能发生,会进行到什么程度, 但不能告诉人们变化的速率及变化所经过的历程。 肖小河指出,热力学的上述特点和中医药学特别关注机体的状态表现及其系 统的平衡或有序性,以机体变化的状态表现作为参照系来研究疾病发生、发展和 变化的规律,从而进行辨证论治的思维模式有相通之处。 热力学阐述中药复方配伍关系 中药复方配伍研究也一直是中医药研究的难点和热点。长期以来,国内学者 主要从药效药理学角度,同时结合药物化学手段,研究中药复方配伍关系和药效 物质基础,但至今尚未取得突破性进展。肖小河采用生物热力学方法,证实了中 药配伍关系的客观存在。 肖小河认为,中药复方的配伍关系实际上包括两个层面:一是处方中各单味 药的药效物质之间的相互作用;二是全方的药效物质与机体之间的药理毒理作用。 从本质上说,无论是药物之间相互作用,还是药物与机体之间相互作用,都属于 化学反应范畴。而任何化学反应发生时,均伴随有能量的转移和热变化。这些能 量的转移和热变化均可用热力学的理论和方法加以检测与描述。 为此,肖小河以处方组成基本相同或相似但配伍比例不同的两对经典名方 ——左金丸/反左金、麻黄汤/麻杏石甘汤为例,先采用生物热力学方法,定性定 量测定复方配伍过程中的能量转移和热变化,建立中药复方配伍关系的生物热力 学模型和热谱图;再对发生显著能热变化的配伍关系,结合生物分子标记技术和 化学指纹图谱技术诊断和示踪,辅以药理学和天然药物化学实验,阐明其主要药 效学及物质基础的差异;然后,以传统给药方式,在临床上进行小样本的辨证施 治验证;最后,结合人工智能分析技术,建立基于生物热谱图、生物分子标记和 化学指纹图谱等的中药配伍关系数字化高通量检测方法和系统,从而实现了中药 复方配伍变化的实时、连续、在线、无损、快速、灵敏。 通过以上研究发现,中药配伍关系是客观存在的,中医经典名方配伍精当, 但不一定都是惟一最佳的组合;生物热力学可以作为刻画中药复方配伍关系的基 础方法之一,焓变(△H,指热量输出变化)可作为衡量中药复方配伍变化的客观 指标之一。研究还发现,作用于生命体系的复方中药,如组成配比不同,其生物 热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变,△H呈现明显而有规律的变化, 并与复方中寒热药性中药的比例之间存在映照关系。 由此,肖小河指出,中药复方通过不同药性药物的配伍作用,调控生命体系 能量的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体维系新的稳定有序状态。这 可能是中药复方配伍的机制之一。 中医药学与热力学“神交”已久 肖小河指出,中医药学与热力学其实“神交”已久,这体现在以下几个方面: 两者都重在研究系统的存在状态(初态和终态)和变化方向,而不关注系统的内 部构成和变化过程;两者都工于宏观描述而疏于微观分析;两者都讲求系统平衡 与调节,远离平衡和开放条件下的生命体系和化学体系,都属于耗散结构。众多 的生理病理现象和物理化学现象都可以用耗散结构理论加以阐释。可以预见,借 鉴或融会热力学的研究思路和方法,可能会为中医药学研究打开一个新的局面。 肖小河认为,生命体系是一个开放的巨系统,或自组织系统,或耗散结构。 一切生命活动都包含能量流、物质流和信息流的转换(代谢)。能量流是生命活 动的主导,正常生命体系的能量代谢和转化符合热力学的基本定律,特别是开放 系统的热力学第二定律。阴阳五行论、天人合一整体观、平衡观、辨证施治等中 医药基本理论,寒者热之、热者寒之、实者虚之、虚者补之等中医治则治法,均 遵循了热力学的基本定律,特别是开放系统的热力学第二定律。机体出现异常或 生病,就是生命系统内部出现“混乱”、“无序”,患者在接受中医药治疗时, 无论是进行药物,还是针灸、按摩等方法治疗,其实质上是生命系统从外界吸取 “负熵流”(在热力学上,与无序相对抗的自由能和信息都称为负熵),使系统 熵增(熵是体系混乱程度的度量,熵增是体系趋于无序状或混乱的增加)减少, 降低混乱度,使其达到新的有序状态或形成新的稳态,从而恢复正常和健康。这 也符合热力学的基本理论,特别是开放系统的热力学第二定律。 从中药作用的角度来看,任何中药的药性功能都是通过干预生命活动的能量 流、物质流、信息流的转换而实现的。如辛温解表、辛凉解表、温中散寒、益气 升阳等就是中药通过干预机体的能量转换而发挥的药性功能;清热解毒、滋阴壮 阳、益气补血、益气活血、益气生津、滋阴清热、温阳利水、清热生津等是中药 通过干预机体能量-物质转换而实现的;而中药对物质-信息转换的影响,可以产 生养血安神、活血通络、消肿止痛、平肝潜阳等药性功能;中药对能量-信息转 换的干预,能产生行气止痛、散寒止痛、温经散寒、清热安神等药性功能。 因此,肖小河认为,作为能量转移和热变化的重要刻画工具,热力学是以体 系的状态参数为研究对象,可以定性定量测定机体生长代谢过程中以及中药与机 体相互作用过程中的能量转移和热变化,能实时、在线、无损、高效、快速地刻 画机体的表观状态及其变化情况,符合中医药学整体观、系统观、动态观和平衡 观的思维方式和研究手法,有望发展成为中医药基础研究的新手段、新领域。 中药四性的生物热力学研究 吃中国红参上火,吃西洋参不上火,这是为什么◇按中医来讲,这是中药四 性(寒、热、温、凉)使然。那么,中药四性是否客观存在?如客观存在,能否 客观测度?如何测度?其客观本质、作用机制和实际意义如何?长期以来,中药 四性一直是中医药基础研究的热点和难点。虽然我国和日本的学者先后从不同角 度研究了中药四性对机体生理病理状态及其功能的影响,初步发现四性与中枢神 经递质、交感神经-肾上腺髓质系统、前列腺素和环核苷酸、能量代谢、内分泌 系统、微量元素等之间存在某些相关性。但从整体上讲,中药四性研究至今尚未 取得突破性进展。近年来,中药四性研究几乎处于停滞状态。肖小河认为,完全 可以将生物热力学理论引入到中药四性的研究当中。 ■热力学可探讨中药四性 肖小河指出,“寒、热、温、凉”是中药药性功能的高度概括,在某种程度 上也是机体对物理热学变化的一种生理或病理感受。如温热药作用于机体一般表 现为功能的亢奋,机体功能亢奋则需要消耗较多的能量,就会产生较多的热量; 反之,寒凉药作用于机体一般表现为功能的抑制,机体功能抑制,则消耗能量较 少或抑制产热。 另外,中药四性功能实质上就是中药与生物机体之间的相互作用。这种相互 作用,可能是物理反应,也可能是化学反应。而任何反应发生时,均伴随有能量 的转移和变化(表现为吸热或放热),这些能量的转移和热变化,均可用热力学 方法加以检测,用热力学理论加以刻画。微量量热学是一种能够在线跟踪检测且 非常灵敏、无损、客观有效的热能检测方法,近年来在化学热力学和生物热力学 研究中应用较广泛,有望开发成为刻画中药四性的新方法。 ■中药四性热力学研究模式 根据以上观点,肖小河初步建立了在中医药学理论和热力学理论的双重指导 下,以能量(热量)为基点,以能量-物质-信息转换(代谢)为链条的中药四性 热力学研究模式和方法。 首先,采用生物热力学方法,定性和定量地研究不同药性药物的水煎剂和血 清药物成分与生物体相互作用的能量转移和热变化,建立中药四性的生物热谱图 和热力学模型。 其次,对生物热力学表达差异显著的不同药性的药物,采用DNA分子标记和 化学指纹图谱技术进行识别和示踪,以获取寒热药性差异表达稳定的基因片段和 与代谢产热有关的化学信号因子,寻找和克隆与寒热药性相关的基因。 第三,辅以血清药物化学分析和血清药理学试验,阐明中药四性可能的物质 基础和药性作用。 第四,以传统给药方式,进行小样本的寒热辨证施治的临床验证。 最后,结合计算机技术和人工智能分析方法,阐明中药四性的客观真实性和 现代科学基础及其在中医治则、中药鉴定、质量控制、药效评价、复方配伍、中 药炮制和新药开发等方面的应用价值。 ■热力学方法验证中药四性理论 为了凸显中药“四性”的差异,克服研究对象的背景不同,肖小河重点选取 中药种类、植物来源、处方组成、化学成分、药理作用和临床应用基本相同或相 似的方药,如人参类中药、黄连不同炮制品、左金丸(黄连誜吴茱萸=6誜1)与 反左金(黄连誜吴茱萸=1誜6)进行了研究。 通过实验研究,肖小河发现,中药四性是客观存在的,同时也是相对的;生 物热力学可以作为刻画中药四性的有效方法之一,特别是焓变(△H)等参数可作 为重要的评价客观指标;作用于生命体系的方药,如药材品种不同,或产地不同、 或炮制规格不同,或处方配比不同,寒热温凉药性不同,其生物热谱图及主要热 力学参数值有不同程度的改变,特别是△H呈现较明显而有规律的变化,并与传 统中医对方药的赋性有映照关系。在研究中可以看出,温热药性药物能使供试生 物体指数生长期的生长速率常数相对减小,传代时间延长,△H增加较显著;反 之,寒凉药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对增加,传代时 间缩短,△H增加较少。 由此,肖小河认为,不同药性的药物作用于生命体系,能调控生命体系能量 的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体本身呈现寒热温凉差异,从而形 成新的稳定有序状态,这可能是中药四性重要的作用机制之一,也可能是“寒者 热之,热者寒之”、“实者泻之,损者益之”等中医治法治则的作用机制之一。
1871年吉布斯成为耶鲁学院数学物理学教授,也是全美第一个这一学科的教授。由于吉布斯并没有发表过文章,所以在他担任这一教职的最初几年并没有薪水。吉布斯担任这一教职一直到去世,他终身未婚,始终和妹妹与妹夫住在离耶鲁不远的一间小屋子里,过着平静的生活。在他的坚持下,美国的工程师教育开始注入了理论的因素。1873年34岁的吉布斯才发表他的第一篇重要论文,采用图解法来研究流体的热力学,并在其后的论文中提出了三维相图。麦克斯韦对吉布斯三维图的思想赞赏不已,亲手作了一个石膏模型寄给吉布斯。1876年吉布斯在康涅狄格科学院学报上发表了奠定化学热力学基础的经典之作《论非均相物体的平衡》的第一部分。1878年他完成了第二部分。这一长达三百余页的论文被认为是化学史上最重要的论文之一,其中提出了吉布斯自由能,化学势等概念,阐明了化学平衡、相平衡、表面吸附等现象的本质。但由于吉布斯本人的纯数学推导式的写作风格和刊物发行量太小,美国对于纯理论研究的轻视等原因,这篇文章在美国大陆没有引起回应。随着时间的推移,这篇论文开始受到欧洲大陆同行的重视。1892年由奥斯特瓦尔德译成德文,1899年由勒·沙特列翻译为法语。
中医药学是中华民族几千年来与疾病不懈斗争的经验总结,热力学是源于西方的物理化学学科,这两者一古一今、一洋一中,分属两大学科门类。乍看起来,两者毫无关联,但是仔细分析不难发现,中医药学与热力学“貌离神合”、“灵犀相通”,两者无论在思维方式方面,还是解决问题的着眼点和手法,都有着广泛的共性和相通之处。日前,在“中华中医药科技成果论坛”上,解放军三○二医院药物研究中心肖小河教授提出了中医药热力学观,为重新审视和研究中医药特别是中药药性理论提供了新的视角,也将为进一步阐明中医治法治则、复方配伍规律、中药药效物质基础和品质药效评价等提供一种新的方法体系。 与中医药学灵犀相通的现代学科——热力学 肖小河介绍,热力学是研究能量转换的一门学科,归属于物理化学学科。其中的化学热力学、生物热力学一直是物理化学的核心内容,也是当今物理化学中发展最活跃的领域。 热力学又称热动力学,起源于1824年卡诺(Carnot)对热机效率的研究,当时的热力学研究仅研究热与机械功之间的相互转换。随着电能、化学能、生物能以及其他形式能量的发现和应用,热力学发展成为研究热与其他形式能量相互转换所遵循规律的一门学科。热力学的基本原理在化学现象以及和化学现象有关的物理现象中的应用,称为化学热力学;相应地,热力学的基本原理在生命现象以及和生命现象有关的物理现象中的应用,则称为生物热力学,或生物热力学。 热力学的理论基础主要是两个基本定律:热力学第一定律亦称能量守恒与转化定律,主要研究热与其他形式能量之间相互转化的守恒关系。热力学第二定律主要是研究热与其他形式能量之间相互转化的方向和限度的规律。 上世纪七十年代,比利时物理学家普利高津(Prigogine)通过对复杂系统演化过程的深入研究,创造性地提出了耗散结构理论并获得了诺贝尔化学奖。他指出,远离平衡的开放系统,在一定的控制条件下,由于系统内部非线性的相互作用,通过涨落可以形成稳定的有序结构,即耗散结构。耗散结构理论丰富和发展了热力学基本理论,为人们研究包括化学现象和生命现象在内的各种生物、自然和社会的复杂体系,提供了具有普遍指导意义的新思维和新方法。 肖小河认为,简单来说,热力学就是采用宏观的研究方法,即主要依据系统的初态、终态及过程进行的外部条件(均是可以测量的宏观物理量)对系统的变化规律进行研究,而不涉及物质的微观结构和过程进行的机理。 热力学可根据人类实践经验并借助数学知识,用逻辑推理方法得出的具有普遍意义的热力学规律,其结论绝对可靠;但正因不涉及物质的微观结构,所以不能对热力学规律做出微观说明。换句话说,热力学只能告诉人们,系统在一定条件下的变化具有什么样的规律,而不能回答为什么具有这样的规律;热力学只能告诉人们,在某种条件下,变化是否能够发生,若能发生,会进行到什么程度,但不能告诉人们变化的速率及变化所经过的历程。 肖小河指出,热力学的上述特点和中医药学特别关注机体的状态表现及其系统的平衡或有序性,以机体变化的状态表现作为参照系来研究疾病发生、发展和变化的规律,从而进行辨证论治的思维模式有相通之处。 热力学阐述中药复方配伍关系 中药复方配伍研究也一直是中医药研究的难点和热点。长期以来,国内学者主要从药效药理学角度,同时结合药物化学手段,研究中药复方配伍关系和药效物质基础,但至今尚未取得突破性进展。肖小河采用生物热力学方法,证实了中药配伍关系的客观存在。 肖小河认为,中药复方的配伍关系实际上包括两个层面:一是处方中各单味药的药效物质之间的相互作用;二是全方的药效物质与机体之间的药理毒理作用。从本质上说,无论是药物之间相互作用,还是药物与机体之间相互作用,都属于化学反应范畴。而任何化学反应发生时,均伴随有能量的转移和热变化。这些能量的转移和热变化均可用热力学的理论和方法加以检测与描述。 为此,肖小河以处方组成基本相同或相似但配伍比例不同的两对经典名方——左金丸/反左金、麻黄汤/麻杏石甘汤为例,先采用生物热力学方法,定性定量测定复方配伍过程中的能量转移和热变化,建立中药复方配伍关系的生物热力学模型和热谱图;再对发生显著能热变化的配伍关系,结合生物分子标记技术和化学指纹图谱技术诊断和示踪,辅以药理学和天然药物化学实验,阐明其主要药效学及物质基础的差异;然后,以传统给药方式,在临床上进行小样本的辨证施治验证;最后,结合人工智能分析技术,建立基于生物热谱图、生物分子标记和化学指纹图谱等的中药配伍关系数字化高通量检测方法和系统,从而实现了中药复方配伍变化的实时、连续、在线、无损、快速、灵敏。 通过以上研究发现,中药配伍关系是客观存在的,中医经典名方配伍精当,但不一定都是惟一最佳的组合;生物热力学可以作为刻画中药复方配伍关系的基础方法之一,焓变(△H,指热量输出变化)可作为衡量中药复方配伍变化的客观指标之一。研究还发现,作用于生命体系的复方中药,如组成配比不同,其生物热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变,△H呈现明显而有规律的变化,并与复方中寒热药性中药的比例之间存在映照关系。 由此,肖小河指出,中药复方通过不同药性药物的配伍作用,调控生命体系能量的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体维系新的稳定有序状态。这可能是中药复方配伍的机制之一。 中医药学与热力学“神交”已久 肖小河指出,中医药学与热力学其实“神交”已久,这体现在以下几个方面:两者都重在研究系统的存在状态(初态和终态)和变化方向,而不关注系统的内部构成和变化过程;两者都工于宏观描述而疏于微观分析;两者都讲求系统平衡与调节,远离平衡和开放条件下的生命体系和化学体系,都属于耗散结构。众多的生理病理现象和物理化学现象都可以用耗散结构理论加以阐释。可以预见,借鉴或融会热力学的研究思路和方法,可能会为中医药学研究打开一个新的局面。 肖小河认为,生命体系是一个开放的巨系统,或自组织系统,或耗散结构。一切生命活动都包含能量流、物质流和信息流的转换(代谢)。能量流是生命活动的主导,正常生命体系的能量代谢和转化符合热力学的基本定律,特别是开放系统的热力学第二定律。阴阳五行论、天人合一整体观、平衡观、辨证施治等中医药基本理论,寒者热之、热者寒之、实者虚之、虚者补之等中医治则治法,均遵循了热力学的基本定律,特别是开放系统的热力学第二定律。机体出现异常或生病,就是生命系统内部出现“混乱”、“无序”,患者在接受中医药治疗时,无论是进行药物,还是针灸、按摩等方法治疗,其实质上是生命系统从外界吸取“负熵流”(在热力学上,与无序相对抗的自由能和信息都称为负熵),使系统熵增(熵是体系混乱程度的度量,熵增是体系趋于无序状或混乱的增加)减少,降低混乱度,使其达到新的有序状态或形成新的稳态,从而恢复正常和健康。这也符合热力学的基本理论,特别是开放系统的热力学第二定律。 从中药作用的角度来看,任何中药的药性功能都是通过干预生命活动的能量流、物质流、信息流的转换而实现的。如辛温解表、辛凉解表、温中散寒、益气升阳等就是中药通过干预机体的能量转换而发挥的药性功能;清热解毒、滋阴壮阳、益气补血、益气活血、益气生津、滋阴清热、温阳利水、清热生津等是中药通过干预机体能量-物质转换而实现的;而中药对物质-信息转换的影响,可以产生养血安神、活血通络、消肿止痛、平肝潜阳等药性功能;中药对能量-信息转换的干预,能产生行气止痛、散寒止痛、温经散寒、清热安神等药性功能。 因此,肖小河认为,作为能量转移和热变化的重要刻画工具,热力学是以体系的状态参数为研究对象,可以定性定量测定机体生长代谢过程中以及中药与机体相互作用过程中的能量转移和热变化,能实时、在线、无损、高效、快速地刻画机体的表观状态及其变化情况,符合中医药学整体观、系统观、动态观和平衡观的思维方式和研究手法,有望发展成为中医药基础研究的新手段、新领域。 中药四性的生物热力学研究 吃中国红参上火,吃西洋参不上火,这是为什么◇按中医来讲,这是中药四性(寒、热、温、凉)使然。那么,中药四性是否客观存在?如客观存在,能否客观测度?如何测度?其客观本质、作用机制和实际意义如何?长期以来,中药四性一直是中医药基础研究的热点和难点。虽然我国和日本的学者先后从不同角度研究了中药四性对机体生理病理状态及其功能的影响,初步发现四性与中枢神经递质、交感神经-肾上腺髓质系统、前列腺素和环核苷酸、能量代谢、内分泌系统、微量元素等之间存在某些相关性。但从整体上讲,中药四性研究至今尚未取得突破性进展。近年来,中药四性研究几乎处于停滞状态。肖小河认为,完全可以将生物热力学理论引入到中药四性的研究当中。 ■热力学可探讨中药四性 肖小河指出,“寒、热、温、凉”是中药药性功能的高度概括,在某种程度上也是机体对物理热学变化的一种生理或病理感受。如温热药作用于机体一般表现为功能的亢奋,机体功能亢奋则需要消耗较多的能量,就会产生较多的热量;反之,寒凉药作用于机体一般表现为功能的抑制,机体功能抑制,则消耗能量较少或抑制产热。 另外,中药四性功能实质上就是中药与生物机体之间的相互作用。这种相互作用,可能是物理反应,也可能是化学反应。而任何反应发生时,均伴随有能量的转移和变化(表现为吸热或放热),这些能量的转移和热变化,均可用热力学方法加以检测,用热力学理论加以刻画。微量量热学是一种能够在线跟踪检测且非常灵敏、无损、客观有效的热能检测方法,近年来在化学热力学和生物热力学研究中应用较广泛,有望开发成为刻画中药四性的新方法。 ■中药四性热力学研究模式 根据以上观点,肖小河初步建立了在中医药学理论和热力学理论的双重指导下,以能量(热量)为基点,以能量-物质-信息转换(代谢)为链条的中药四性热力学研究模式和方法。 首先,采用生物热力学方法,定性和定量地研究不同药性药物的水煎剂和血清药物成分与生物体相互作用的能量转移和热变化,建立中药四性的生物热谱图和热力学模型。 其次,对生物热力学表达差异显著的不同药性的药物,采用DNA分子标记和化学指纹图谱技术进行识别和示踪,以获取寒热药性差异表达稳定的基因片段和与代谢产热有关的化学信号因子,寻找和克隆与寒热药性相关的基因。 第三,辅以血清药物化学分析和血清药理学试验,阐明中药四性可能的物质基础和药性作用。 第四,以传统给药方式,进行小样本的寒热辨证施治的临床验证。 最后,结合计算机技术和人工智能分析方法,阐明中药四性的客观真实性和现代科学基础及其在中医治则、中药鉴定、质量控制、药效评价、复方配伍、中药炮制和新药开发等方面的应用价值。 ■热力学方法验证中药四性理论 为了凸显中药“四性”的差异,克服研究对象的背景不同,肖小河重点选取中药种类、植物来源、处方组成、化学成分、药理作用和临床应用基本相同或相似的方药,如人参类中药、黄连不同炮制品、左金丸(黄连誜吴茱萸=6誜1)与反左金(黄连誜吴茱萸=1誜6)进行了研究。 通过实验研究,肖小河发现,中药四性是客观存在的,同时也是相对的;生物热力学可以作为刻画中药四性的有效方法之一,特别是焓变(△H)等参数可作为重要的评价客观指标;作用于生命体系的方药,如药材品种不同,或产地不同、或炮制规格不同,或处方配比不同,寒热温凉药性不同,其生物热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变,特别是△H呈现较明显而有规律的变化,并与传统中医对方药的赋性有映照关系。在研究中可以看出,温热药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对减小,传代时间延长,△H增加较显著;反之,寒凉药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对增加,传代时间缩短,△H增加较少。 由此,肖小河认为,不同药性的药物作用于生命体系,能调控生命体系能量的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体本身呈现寒热温凉差异,从而形成新的稳定有序状态,这可能是中药四性重要的作用机制之一,也可能是“寒者热之,热者寒之”、“实者泻之,损者益之”等中医治法治则的作用机制之一。
卡诺定理错误及热力学第二定律逻辑推理不成立的证明学物理者必知的逻辑证明卡诺定理错误 及热力学第二定律不成立 源自科技创新导报2010年25期10页 邮箱: 源自科技创新导报2010年25期10页本文旨在探索没有任何假说条件下,认识物质的物理规律时如何遵守逻辑规则推理形成正确结论,今后不被证明存在错误。亚里士多德物理学关于重物下落更快的理论存在一千多年后,某一天被伽里略是用一根绳子链接轻重物体时,推证亚里士多德的物理学错误。我做了一个试验:用两个乒乓球,一个注满水,一个是空的,然后同时从高处落下,现象确实是重的下落更快。说明伽里略的发现并没有改变现象,伽里略和亚里士多德都看见了重物下落更快。但是现象还不是科学,亚里士多德的物理学错误。卡诺定理存在同样的严重缺陷——我们在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形,发现卡诺热机的内部热容可以任意改变。实质上就使得理想过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变,据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。这样逻辑推理就能证明卡诺定理错误。不要因为看见了热从高温向低温流动的现象就认为热力学第二定律成立。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误,那就难以成立。摘 要:新型理想热机就是在卡诺热机的内部增加了固体物质,因此可以随意改变卡诺热机的内部热容,以前科研工作者还没有发现卡诺热机存在可以随意改变热容这个严重问题。对它的循环工作进行分析发现最高理想工作效率大于η,这样从逻辑形式上证明卡诺定理不成立。关键词:卡诺热机,卡诺定理,热力学第二定律自然界的热量通过温差的形式能转化为有用功后输出动力。1824年,法国工程师卡诺经过对蒸汽机的研究,总结了蒸汽机循环工作的四个过程,即高温恒温膨胀过程、绝热膨胀过程、低温恒温压缩过程、绝热压缩过程。提出了被称为卡诺热机的理想热机 [1],证明了利用温差的形式产生动力的热机使热量完全转化为有用功的最高工作效率η为[2]:η=(T1-T2)/T1 (式中η卡诺热机效率,T1表示高温,T2表示低温。)卡诺还在证明卡诺热机的循环工作效率的基础上建立了卡诺定理[2]:在理想条件下,任何热机使热量转化为有用功的效率不可能大于η[3],任何热机无法从单一热源获得有用功。后来,克劳修斯在卡诺定理的基础上建立了热力学第二定律。根据热力学第二定律,热机从单一热源取热作功,就要产生熵 (痕迹) [4]。1新型理想热机 图1 新型理想热机图1是新型理想热机或系统。系统内部分为两部分:上部装有活塞,活塞下面装有理想气体,中部是一块导热良好的隔板把系统隔开为上下两部分,下部装有固体物质。可见,新型理想热机就是在卡诺热机的下部增加了固体物质。卡诺热机的内部增加了固体物质后,我们可以利用固体物质随意改变它的内部热容。当卡诺热机没有增加固体物质时,其内部热容为理想气体的热容Cr气。然而,在增加了固体物质后,其内部热容变为理想气体的热容Cr气和固体物质的热容Cr固之和即: Cr气 + Cr固 。卡诺热机内部增加了固体物质后再进行绝热膨胀或压缩过程时,其内部的温度变化△T与活塞运动距离S的关系为: △T= k×S× P÷Cr(式中△T温度变化,K:k关系常数:S活塞运动距离,m:P压强,kgf / m2:Cr内部热容。)令温度变化△T时,其内部热容Cr越大,要求活塞运动距离S越大。理想气体压强P越大,则要求活塞运动距离S越小。如果再在理想条件下分析利用固体物质随意改变卡诺热机的内部热容,那么逻辑推理就能够证明卡诺定理逻辑上不成立:首先,取卡诺热机置于低温T2之中,在它的内部增加固体物质,使其内部热容随意变大为理想气体热容Cr气的4倍,开始让其从低温T2状态{P2、V2、T2}进行绝热压缩过程达到高温T1状态{P1、V1、T1}[5],设定活塞压缩的运动距离为1米。然后,先让其在高温热源T1之中进行高温恒温膨胀从热源T1中取热输出功,令活塞膨胀1/2米的运动距离。之后,把卡诺热机内部的固体物质取出,使其内部热容恢复到理想气体的热容Cr气。这时,再让其从高温T1{P1/2、V1/2、T1}开始进行绝热膨胀过程,因为卡诺热机的内部热容变得很小,只有绝热压缩过程的1/4倍,那么,活塞膨胀只需要余下的 1/2 米的运动距离,最后就能够回到低温T2状态{P2、V2、T2}上复原。由于它的膨胀复原过程中存在高温恒温膨胀取热输出功。整个循环工作中其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功,所以,它改变内部热容后获得的效率逻辑上大于η。如果把这个过程循环下去,它就能够不断从单一热源T1取热输出有用功。由于我们在高温T1之中取出了固体物质,这不是痕迹。仍然可以利用固体物质改变卡诺热机的内部热容输出有用功:我们可以另取一个卡诺热机,置于高温T1之中,在它的内部增加固体物质改变内部热容为Cr气的4倍,开始,让其从高温T1状态{P1、V1、T1}进行绝热膨胀过程达到低温T2状态{P2、V2、T2},并且设定活塞膨胀的运动距离为1米。然后,(利用绝热膨胀得到的输出功)对其进行低温恒温压缩在低温热源T2之中放热耗用功,令活塞压缩1/2米的运动距离。之后,把卡诺热机内部的固体物质取出,使其内部热容恢复为Cr气。这时,再让其从低温T2进行绝热压缩过程,因为它的内部热容变得很小,只有绝热膨胀过程的1/4倍,那么,活塞压缩只需要余下的 1/2 米的运动距离,最后就能够回到高温T1状态{P1、V1、T1}上复原。由于它的压缩复原过程中存在低温恒温压缩放热耗用功。结果是其膨胀过程输出功大于压缩过程耗用功。这样就让高温T1之中的固体物质又回到了低温T2,不会留下痕迹。以上利用固体物质改变卡诺热机的内部热容的两个方式中,关键是存在高温恒温膨胀从高温热源T1中取热输出功,与低温恒温压缩在低温热源T2之中放热耗用功,从而保证了它在改变内部热容后复原时获得的效率逻辑上大于η。证明卡诺定理错误。因此:在增加了固体物质后的卡诺热机进行的绝热膨胀和压缩工作过程中,如果我们利用固体物质的热胀冷缩、热磁、热电这样几种物理性质来对外做功,同样有改变卡诺热机的内部热容的效果,并且在改变它的内部热容的贡献中也不留下任何痕迹。所以:热力学第二定律结论不成立。亚里士多德物理学关于重物下落更快的理论存在一千多年后,某一天被伽里略是用一根绳子链接轻重物体时,推证亚里士多德的物理学错误。我做了一个试验:用两个乒乓球,一个注满水,一个是空的,然后同时从高处落下,现象确实是重的下落更快。说明伽里略的发现并没有改变现象,伽里略和亚里士多德都看见了重物下落更快。但是现象还不是科学,亚里士多德的物理学错误。卡诺定理存在同样的严重缺陷,我们在卡诺热机的内部加入固体物质后产生了随意改变它的热容的新情形。实质上就使得理想过程从始态到终态的P—V线可以被任意改变,据此可知在不留下痕迹时热机效率可以大于η。不要因为看见了热从高温向低温流动的现象就认为热力学第二定律成立。如果一个理论在逻辑形式上表达出现错误,那就难以成立。现代又出现了一类新型热机和装置,例如日本研制的“热磁发电机”[7]、中国制造的“无偏二极管’’[8]。反映出自然界还存在一个热动力原理。今后:根据这个新型热机探索物理可以揭示更多的热动力规律。[1] 印永嘉、李大珍编:《物理化学教程》,高等教育出版社,1990年修订本。 [2] 靳海芹 ,王筠.热机及其效率研究[J] .湖北第二师范学院学报,2009,26( 8) [3]董艳红.卡诺定理的证明[J] .佳木斯大学学报(自然科学版),2009,27(4) [4]路俊哲 ,吴建琴 ,马晓栋.关于熵的理解上的几个问题[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2007,26(1) [5]吴建琴 ,马晓栋.循环过程的基本特征[J] .新疆师范大学学报(自然科学版),2008(2) [6]孟振庭 .热量概念的进一步探讨[J].陕西师范大学学报(自然科学版) [7]日本新技术情报志[R].1983(10) [8]徐业林.单一室温环境获得能量的实验与研究[M]. 第一版.科学出版社,1988
国内的环境类核心:1.环境科学 2.环境化学 3.中国环境科学 4.环境科学学报 5.上海环境科学 6.环境污染与防治 7.环境工程 8.环境保护 9.中国环境监测 10.重庆环境科学 11.农业环境保护 12.环境科学进展 13.环境科学与技术 14.环境科学研究 15.分析化学 16.城市环境与城市生态 17.环境与健康杂志 is.农村生态环境 19.干旱环境监测 20 .海洋环境科学 找工作,上环保产业人才网,专业的人才招聘网
胸怀科技救国志迈出教书育人步1939年,年仅23岁的梁守槃获得了美国麻省理工学院航空工程硕士学位,本可以在美继续深造或工作,但他深深地怀念着灾难深重的祖国和处于水深火热中的四万万同胞,放弃了舒适、优裕的学习、工作环境,回到了祖国怀抱,开始他教书育人的生涯。在近20年的教师岗位上,他兢兢业业、挥鞭执教,既严格要求,又循循善诱,旨在培养振兴中华的栋梁。时至今日,中国航空、航天等科技界的学者、专家还都清晰地记着这位师长的神采和风貌。他在繁忙的教学工作中,结合教学撰写了十余部讲义和其他论著,不仅为当时有关专业的教师、学生提供了教材和参考书,而且对从事有关专业的其他科技工作者,都有参考价值。 对航天事业的创建作出了开拓性的贡献20世纪50年代末期,中国开始仿制从苏联引进的P—2液体近程弹道导弹。梁守槃被任命为总体设计部主任,主持这一导弹仿制的总体技术工作,为独立自主地研制新型导弹奠定了基础。在仿制的过程中,遇到了一例如:当时的苏联专家声称中国生产的液氧不能用于液体火箭发动机的氧化剂,他默默地进行分析计算,用事实证明中国生产的液氧可以把导弹送上天。1960年9月,用中国生产的液氧做氧化剂成功地发射了苏制的P—2导弹。后于1960年11月5日,中国仿制的第一枚液体近程弹道导弹发射成功,从而揭开了中国导弹事业的序幕。国防部第五研究院创建初期,基本上没有设计制造导弹的设备和资料,只有几十位从大专院校和工业部门抽调来的专家和百余名当年毕业分配来的大学生,而且只有钱学森教授在国外参加过导弹、火箭设计与试验工作,可以说是白手起家。他们围绕航空与导弹专业基础知识举办训练班。梁守槃担任训练班主任,并亲自登台重操旧业,讲授发动机专业的基础知识。这些都为后来的导弹研制工作发挥了作用。梁守槃主张既要虚心地向苏联专家学习,认真消化、吸收苏联的技术资料和图纸,关于弹上使用的环形气瓶,苏联专家认为中国当时没有冷轧钢,必须使用苏联的冷轧钢。梁守槃发现在环形气瓶成形过程中,要经过回火工序,这实际上已成了热轧钢。他据理向苏联专家提出采用中国热轧钢的建议,并得到了苏联专家的同意。经过实际使用证明,用中国热轧钢加工的环形气瓶完全符合要求。在他担任发动机过程研究所所长期间,能否使用偏二甲肼作为燃烧剂成为当时争论的重大技术问题。苏联专家认为,用偏二甲肼作燃烧剂虽然可获得较高的比冲,但有剧毒,而且毒性是积累性的,使用偏二甲肼等于抱着老虎睡觉。他本着科学求实的态度,大胆地闯了这个“禁区”,他与军事医学科学院合作,在朱鲲教授的主持下,经过反复的分析研究和试验,终于得出科学的结论:偏二甲肼及其燃气虽有毒,但可以通过人体自身的代谢将毒性物质排出,因此是非积累性的中毒,并找到了解毒的特效药,从而闯开了偏二甲肼不能作为液体火箭发动机燃烧剂的“禁区”。尔后,又在梁守槃的带领下,研究出用偏二甲肼与煤油混合,代替需用20公斤粮食才能提炼1公斤的混胺—02的办法,以此作为中、小型液体火箭发动机的燃烧剂,为国家节省了大量的粮食,其意义是十分重大的。为研制更大推力的发动机,他提出可以不设计新的大型离心泵,而用几个离心式涡轮泵并联的设想。这一设想一提出,就遭到了苏联专家的反对,认为离心式涡轮泵不能并联,理由是两台泵的工作难以互相协调,会造成泵的工作负荷不平衡。他不迷信苏联专家的论断,对已有的离心式涡轮泵性能曲线进行分析,认为涡轮泵并联是可行的。他组织有关科技人员设计了两台泵的共同出口管路,然后在试车台上进行并联试验,试验前人为地造成两个涡轮泵流量和压力不平衡,试验结果是两台泵可以自动地达到平衡,证实这一技术方案设想是完全可行的,从而为大型液体火箭发动机涡轮泵系统的设计提供了一个新的技术途径。在研制贮存液体火箭发动机燃烧剂硝酸和氧化剂过氧化氢容器的过程中,从国外引进的资料中记载,为满足耐高压、耐腐蚀的要求,要采用不锈钢材料,但当时国内不能生产,而国外又禁运,成为亟待解决的难题。梁守槃凭其长于思考和想像的独特之处,根据篮球双层结构的原理,提出了试制双层金属容器的设想,里层采用耐腐蚀性好的合金铝,外层用强度高、耐高压的钢材,试制成功高压容器;从而闯过了航天事业初创时期一系列技术难关。 潜心致力碧海献丹心在海防导弹研制中贡献卓著梁守槃长期担任海防导弹研究院副院长,分管技术工作,他提出了一系列关于这类导弹的发展规划,并主持和组织研制成功亚音速、超音速、小型固体三个系列岸对舰、舰对舰、空对舰多种海防导弹,有的导弹还多次参加国际防务展览,受到了好评。特别是在被人们称为“中国飞鱼”的C801超音速固体反舰导弹的研制中,他不仅带领科技人员解决了多项技术关键,还排除了飞行试验中出现的故障,以泰山压顶不弯腰和不达目的不罢休的韧劲,历尽艰辛和坎坷,终于研制成功了这一超音速导弹武器系统,获得国家科技进步奖特等奖。采用冲压发动机作为动力装置的低空超音速反舰导弹c101的研制过程,更是曲折和荆棘丛生。早在1963年,正值一些发达国家有人主张停止冲压发动机研制工作之时,他和他的同事提出了继续开展冲压发动机研制工作的建议。梁守槃分析了发动机技术发展的趋势,认定冲压发动机对导弹与航天事业是大有用处的。他和同事们说服领导将冲压发动机列入研制计划。几经艰苦奋斗,采用冲压发动机的低空超音速掠海飞行的导弹C101终于研制成功。在法国巴黎博览会上被誉为“最令人惊讶的低空超音速反舰导弹”。作为科技工作的指挥员,他不仅提出技术方向和作原则性指导,而且对研制中的技术难点亲自进行分析和参加解决。有一次,某导弹在靶场进行飞行试验,连续三发都发射失败,试验现场的广大科技人员众说纷纭,一时分析不出产生故障的原因。梁守槃到了现场,详细地询问了飞行试验的有关情况,查看了发射架,并根据发射架的刚度试验数据进行了分析计算,斩钉截铁地提出:“把发射架前边锯掉米,再把导流槽的底板尾段向下弯40°,然后进行发射。”接着他又讲述了有关发射架的刚性与弹性振动的有关问题。参试人员对此虽不大相信,但对他所提出的公式和计算又找不出什么破绽,人们将信将疑地执行他的决定。“实践是检验真理的唯一标准”,按照他的意见进行改进后,所进行的导弹飞行试验都取得了圆满成功。参试的广大科技人员无不由衷地佩服他的学识和实践经验。在这方面还可以举出一些例子,如:靶场光测数据的折射修正、导弹飞行中振荡问题等,他都绞尽脑汁,提出了颇有效果的解决办法。现在,中国海防导弹已在独立自主的研制道路上迈出了坚实的步伐,形成了中国自己的特色,所研制成功的导弹的战术技术指标可以与工业发达国家同类导弹相媲美。这与梁守渠所付出的劳动与心血是分不开的。 重视科技发展战略、规划的制订注意积累科技管理经验梁守槃不仅在科学技术上深有造诣,具有独立思考、科学严谨、敢于直言的治学态度,具有对导弹研制试验中的重大技术问题进行决策的才华;而且还十分重视航天科技工业发展方向、发展战略、发展规划和技术途径等的制订工作。早在1964年,他在当时国防部第五研究院三分院的干部大会上,作了《关于技术工作中的几个问题》的报告,阐述了技术工作中存在的认识问题及解决这些问题的意见,引起了很大的反响。聂荣臻副总理看了这篇报告后,亲自做了批示:“梁守槃同志的这篇讲话很好,提出了一些很现实、很具体、很生动的问题。……对我们科学技术工作的发展有重要的意义。……很值得提倡。”时至今日,他提出的科技人员的“三严”(严格、严密、严肃)作风的培养问题;设计中的继承性与先进性的关系问题;保证技术指挥线畅通等问题,都具有重要的现实意义。梁守槃还多次提出关于航天科技工业管理体制和机构设置方面的建议;注意总结导弹型号研制工作的经验教训,向领导陈述己见;亲自起草和修改了导弹研制程序;······。他的这些建议与意见,大多数都已被领导接受或采纳,在促进航天科技工业发展中发挥了积极作用。20世纪80年代中期,他作为航天部科技委的副主任,曾分管航天科技工业2000年发展战略的制订工作,他以严肃认真和积极负责的态度组织了这一工作。这一工作的圆满完成,凝集着他的一份重要贡献。逝世前几年,他还十分重视研究航天科技工业的经济效益问题,较早地提出了导弹型号研制工作要搞经济核算和经济承包责任制,极力反对包盈不包亏的假承包,努力探索导弹工业增强经济实力的道路。梁守槃作为一名老专家,难能可贵的是他从不隐瞒自己的观点,也决不去迎合某一观点,更不哗众取宠,称得上“实事求是、坚持真理、修正错误”的楷模。他的另一个特点就是从不推诿,属于自己范围内的工作,一定提出明确的意见,敢于决策、善于决策。现在虽已接近耄耋之年,仍孜孜以求地奋战在航天工业总公司高级技术顾问的岗位上,关心着航天科技工业的发展,为其兴旺发达而尽职尽责、献计献策。 梁守槃.星型发动机气阀的振动.清华大学工程季刊,1941(4) 梁守案.涨圈外形的研究.航空机械,1943(7) 梁守槃.发动机动力学.北京:商务印书馆,1948 梁守槃.喷气发动机理论.科学世界,1948(5) 梁守槃.内燃机.北京:商务印书馆,1951 梁守槃.气轮机.北京:商务印书馆,1952 梁守槃.飞机发动机设计.北京:商务印书馆,1952 梁守槃.热力学·哈尔滨:军事工程学院,1955 梁守槃.叶轮机中的气流速度分布.力学学会论文集.北京:中国力学学会,1956 梁守槃.复式减振支架的分析.力学学报,1978(2) 梁守槃.用最小二乘法计算加速度.战术导弹技术,1986(3) 梁守槃.大气折射对光测弹道高度的影响.战术导弹技术,1988(2) 梁守槃.产品研制中的几个问题.航天事业三十年1956—1986(科技经验篇).北京:航天工业部,1988 梁守槃.海防导弹的发展.回顾与展望(1949—1989).北京:国防工业出版社,1989 ShoupanLiang.Performanceanalysisofcentrifugalcom-pressors.JournalofAeronauticalSciences,1949 ShoupanLiangandShushengWang.Prospectoframjeten-gines.The7thsymposiumonairbreathingengines,1985