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稀疏植被下垫面与大气相互作用研究进展 被引量:32
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作者 胡隐樵 孙菽芬 +3 位作者 郑元润 张强 傅培健 左洪超 《高原气象》 CSCD 北大核心 2004年第3期281-296,共16页
介绍了国家自然科学基金委员会"十五"重点项目"稀疏植被下垫面与大气相互作用研究"的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析,研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非... 介绍了国家自然科学基金委员会"十五"重点项目"稀疏植被下垫面与大气相互作用研究"的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析,研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非线性效应;干旱地区更合理的陆面过程参数化方案以及绿洲的稳定性;强沙尘暴的发展机制和干旱地区生态环境建设对策。主要结果表明:(1)揭示了植物生态生理过程、净第一生产力和生物量对气候的敏感性,为稀疏植被下垫面与大气相互作用研究提供了较好的接口。(2)发展了适用于干旱、半干旱地区土壤中水热输送交叉耦合的物理模型;以能量和物质守恒定律为基础的雪盖物理模型,它显著地改善了陆面过程的模拟效果,是国际上最早开发的同类模型之一。(3)发展了大气非平衡态热力学,证明了非线性区普遍成立的最小熵产生原理,为研究气候和环境复杂系统提供了新思路和新方法;揭示了大气辐散和辐合运动对垂直湍流输送的影响,非均匀下垫面地气相互作用,为非均匀下垫面陆面过程参数化提供了物理基础;研究了绿洲稳定性并估算了绿洲临界尺度约为3~6km,为绿洲保护和建设提供了理论依据;提出了干旱地区有限水资源条件下增强其稳定性和抗干扰能力的生态环境建设对策。(4)发展了强沙尘暴发展的动力学模式。 展开更多
关键词 稀疏植被 陆面过程参数化 非平衡态热力学 最小熵产生 绿洲临界尺度 沙尘暴
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微生物生长的群体、周期和波 被引量:28
2
作者 徐启旺 刘俊康 +3 位作者 郭刚 袁建成 时超美 袁泽涛 《自然杂志》 1992年第3期195-197,242,共4页
当把非线性科学与研究微生物生长、繁殖相联系在一起时,所得出的实验结果是微观的混沌态发展为宏观的有序态。
关键词 有序 混沌 营养琼脂平板 线性科学 黄色粘球菌 固体培养基 非平衡态热力学 活动表现 野生株 全息生物学
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流体最小熵产生原理与最小能耗率原理(Ⅰ) 被引量:21
3
作者 徐国宾 练继建 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期35-40,共6页
最小能耗率的研究已有100多年的历史了,至今最有代表性和影响力的研究成果要数美籍华裔学者杨志达(YangC.T.)等人提出的最小能耗率原理。作者通过分析研究,指出杨志达提出的最小能耗率原理存在着某些缺陷,并基于非平衡态热力学的最小熵... 最小能耗率的研究已有100多年的历史了,至今最有代表性和影响力的研究成果要数美籍华裔学者杨志达(YangC.T.)等人提出的最小能耗率原理。作者通过分析研究,指出杨志达提出的最小能耗率原理存在着某些缺陷,并基于非平衡态热力学的最小熵产生原理重新推导了流体最小能耗率原理的数学表达式。论文分Ⅰ、Ⅱ两篇,这是第Ⅰ篇。本篇一是对最小能耗率原理的研究进行了简要回顾,着重指出杨志达的最小能耗率原理存在的缺陷;二是介绍了最小熵产生原理,目的是为推导流体最小能耗率原理的数学表达式提供理论基础。 展开更多
关键词 流体 河流 开放系统 最小能耗率原理 最小熵产生原理 非平衡态热力学
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非平衡非线性化学 被引量:15
4
作者 李如生 万荣 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 1996年第1期17-29,共13页
概述了非平衡非线性化学的主要研究内容和最新进展,着重介绍了各种非平衡非线性化学现象以及与之有关的非平衡态热力学理论和非线性化学动力理论;介绍一些典型的理论方法和实验手段以及涨落化学的概念;讨论了非平衡非线性化学研究的... 概述了非平衡非线性化学的主要研究内容和最新进展,着重介绍了各种非平衡非线性化学现象以及与之有关的非平衡态热力学理论和非线性化学动力理论;介绍一些典型的理论方法和实验手段以及涨落化学的概念;讨论了非平衡非线性化学研究的意义以及与其它科学尤其是生物学的联系。 展开更多
关键词 非平衡态热力学 化学振荡 涨落化学 线性化学
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河流调整中的熵、熵产生和能耗率的变化 被引量:19
5
作者 徐国宾 练继建 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页
河流是一个真正的开放系统,而不是孤立系统或封闭系统。运用经典热力学和非平衡态热力学基本原理,分析研究了河流调整中的熵、熵产生和能耗率的变化。指出:熵和熵产生是两个不同的概念;最小熵产生原理等价于最小能耗率原理;冲积河流在... 河流是一个真正的开放系统,而不是孤立系统或封闭系统。运用经典热力学和非平衡态热力学基本原理,分析研究了河流调整中的熵、熵产生和能耗率的变化。指出:熵和熵产生是两个不同的概念;最小熵产生原理等价于最小能耗率原理;冲积河流在调整过程中遵循最小熵产生原理或最小能耗率原理,而不是最大熵原理。 展开更多
关键词 热力学 熵产生 能耗率 冲积河流 非平衡态热力学
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非平衡态大气热力学的研究 被引量:17
6
作者 胡隐樵 《高原气象》 CSCD 北大核心 1999年第3期306-320,共15页
概括了建立非平衡态大气热力学的必要性和迫切性。并在考虑到大气系统是以湍涡为基本单元,具有气压梯度力、重力和 Coriolis 力的地球大气宏观体系的基础上,直接引入大气动力学方程组,建立了非平衡态大气热力学的熵平衡方程... 概括了建立非平衡态大气热力学的必要性和迫切性。并在考虑到大气系统是以湍涡为基本单元,具有气压梯度力、重力和 Coriolis 力的地球大气宏观体系的基础上,直接引入大气动力学方程组,建立了非平衡态大气热力学的熵平衡方程。使熵平衡方程能直接表达大气中发生的湍流粘性热输送、水汽输送、动量输送和水的三种相变等四类不可逆过程以及 Newton 力 Fi 驱动的气流输送动力可逆过程。利用 Prigogine 的最小熵源原理证明大气热力学平衡态就是没有任何湍流输送过程;没有任何水的相变过程;大气动力状态处于静力平衡和地转平衡;热力状态处于中性层结,等压面上温度均匀分布的热力学态。利用大气系统 Gibbs 关系得到开放系变态方程,它应包含系统变态过程中位温变化和动能变化以及水汽变化。经典大气热力学中的封闭系多元过程只是它的一种特殊情况。开放系大气水汽相变过程也应包括温度变化和动能变化以及水汽的汽、液和固态水比份变化。经典大气热力学中的湿绝热过程和假绝热膨胀过程也只是它的一种特殊情况。利用热力学流以平衡态作为参考态对热力学力作 Taylor 展开,可能是湍流闭合的一种新途径。它的优点是在不引入新的方程情况下达到闭合目的。 展开更多
关键词 非平衡态热力学 大气热力学 湍流封闭
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耗散结构理论和自然辩证法 被引量:16
7
作者 沈小峰 湛垦华 《自然辩证法通讯》 1980年第2期37-43,共7页
耗散结构是比利时布鲁塞尔学派的领导人普利高津(I.Prigogine)于1969年在一次“理论物理与生物学”的国际会议上,针对非平衡热力学和非平衡统计物理学的发展而提出的一个科学假说。
关键词 耗散结构理论 普利高津 自然辩证法 不可逆过程热力学 热力学第二定律 非平衡态热力学 平衡热力学 有序结构 远离平衡态 有序状
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熵产生率公式及其应用 被引量:17
8
作者 邢修三 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期2969-2977,共9页
导出了 6N维和 6维相空间的熵产生率 ,即熵增加定律的一个统计公式 :P =kD (Δqθ) 2 ,即熵产生率P等于扩散系数D、离开平衡率θ的空间梯度平方的平均值与Boltzmann常数k三者之乘积 .指明非平衡系统的宏观熵产生是由其微观状态数密度在... 导出了 6N维和 6维相空间的熵产生率 ,即熵增加定律的一个统计公式 :P =kD (Δqθ) 2 ,即熵产生率P等于扩散系数D、离开平衡率θ的空间梯度平方的平均值与Boltzmann常数k三者之乘积 .指明非平衡系统的宏观熵产生是由其微观状态数密度在空间随机地不均匀离开平衡引起的 .作为公式的应用 ,研究了气体自由膨胀、布朗运动及固体变形和断裂三个非平衡态课题 ,给出了它们的熵产生及其一次和二次时间变化率 ,得到了不可逆过程的系统内对应的微观结构变化是不均匀的推论 .进而导出了熵产生率正比于其概率流的特殊的定态公式 ,计算了原子定向扩散和分子马达两个定态课题的熵产生率 .所有理论结果或与实验相符或在物理上是满意的 . 展开更多
关键词 熵产生率 熵增加定律 随机扩散 离开平衡 微观状数密度 非平衡态热力学 布朗运动 绝热自由膨胀 固体变形
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摩擦磨损过程的非平衡态热力学研究 被引量:11
9
作者 戴振东 薛群基 王珉 《自然杂志》 1998年第4期220-228,共9页
摩擦学是一个高度交叉的综合性的边缘学科.影响摩擦磨损过程的因素不仅众多,而且存在复杂的非线性相互作用.与其他技术基础学科相比,摩擦学理论对工程的指导作用远远处于落后的地位,因而必须转换角度,从综合和系统的观点加强定量模型的... 摩擦学是一个高度交叉的综合性的边缘学科.影响摩擦磨损过程的因素不仅众多,而且存在复杂的非线性相互作用.与其他技术基础学科相比,摩擦学理论对工程的指导作用远远处于落后的地位,因而必须转换角度,从综合和系统的观点加强定量模型的研究.非平衡态热力学研究的发展为这一研究提供了理论基础.本文提出以熵平衡关系和超熵产生不等式为基础,以熵为表征参数的学术观点.在此基础上对摩擦磨损过程进行了系统的分析.并按照熵平衡关系将摩擦磨损过程分解为热传导、扩散、粘滞性流动和摩擦化学反应四个子过程,回顾和总结了相应的研究状况,指出了进一步研究的方向. 展开更多
关键词 摩擦学 非平衡态热力学 磨损过程
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湍流强度定理和湍流发展的宏观机制 被引量:16
10
作者 胡隐樵 陈晋北 左洪超 《中国科学(D辑)》 CSCD 北大核心 2007年第2期272-281,共10页
湍流是普遍存在而至今仍未被充分理解的自然现象.简单回顾了湍流理论的发展历史和现状,指出以不同层次利用和不同方法探讨湍流特征和机制的必要性.为此利用非平衡态热力学理论将Reynolds湍流和Bénard湍流统一地表述在动量湍流输送... 湍流是普遍存在而至今仍未被充分理解的自然现象.简单回顾了湍流理论的发展历史和现状,指出以不同层次利用和不同方法探讨湍流特征和机制的必要性.为此利用非平衡态热力学理论将Reynolds湍流和Bénard湍流统一地表述在动量湍流输送定理和湍流强度定理中.证明了流体湍流发展的宏观原因是速度剪切效应和温度剪切效应共同作用的结果,速度剪切效应和温度剪切效应也是湍流场相空间轨线不断拉伸和折叠的宏观原因.并以大气实验资料证明,湍流强度唯象系数不仅是速度剪切的函数,还是温度剪切,即大气热力层结稳定度的函数.从而以实验事实证明了湍流强度定理的真实性. 展开更多
关键词 湍流 非平衡态热力学 线性热力学 大气 边界层 Reynolds湍流 RayleighBénard湍流
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太阳能驱动半导体温差发电器性能参数的优化设计 被引量:16
11
作者 林比宏 陈晓航 陈金灿 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1021-1026,共6页
应用非平衡态热力学理论,研究太阳能驱动半导体温差发电器的性能特性,确定发电器在最大效率时的优化条件,对系统的主要参数作了详细的讨论,得到一些有意义的新结论。
关键词 温差发电器 非平衡态热力学 优化条件
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不同交配方式下遗传平衡的信息学分析 被引量:14
12
作者 张鸿雁 张宏礼 +1 位作者 郭满才 袁志发 《浙江大学学报(农业与生命科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期515-519,共5页
阐述了二倍体生物群体多基因座整体达到最大信息熵时的配子频率分布和基因型频率分布与Hardy-Weinberg平衡分布的一致性.从信息学角度证明了不论是否存在连锁,随机交配下多基因座的配子平衡分布与基因型平衡分布总一致.与随机交配下的Ha... 阐述了二倍体生物群体多基因座整体达到最大信息熵时的配子频率分布和基因型频率分布与Hardy-Weinberg平衡分布的一致性.从信息学角度证明了不论是否存在连锁,随机交配下多基因座的配子平衡分布与基因型平衡分布总一致.与随机交配下的Hardy-Weinberg平衡相比,如果从交配方式上对群体施以其他的外部强制,群体发展的结果是最终会达到一个不随时间变化的状态,这个状态不是平衡态而是非平衡定态,此时配子信息熵和基因型信息熵具有极小值,这种非平衡定态是一种远离无外部强制作用下Hardy-Weinberg平衡状态的状态,与群体遗传学传统观点有所不同. 展开更多
关键词 多基因座 Hardy—Weinberg平衡 配子信息熵 基因型信息熵 非平衡态热力学
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最小耗能原理及其验证和应用前景展望 被引量:11
13
作者 周筑宝 卢楚芬 郑学军 《长沙铁道学院学报》 CSCD 1997年第4期57-64,共8页
本文证明了“任何耗能过程都将在与其相应的约束条件下,以最小耗能的方式行”这一重要结论,并将此重要结论称为最小耗能原理.文中还以电能消耗问题、塑性力学增量理论问题和力学强度理论问题等具体实例,对该原理的正确性作了验证,... 本文证明了“任何耗能过程都将在与其相应的约束条件下,以最小耗能的方式行”这一重要结论,并将此重要结论称为最小耗能原理.文中还以电能消耗问题、塑性力学增量理论问题和力学强度理论问题等具体实例,对该原理的正确性作了验证,并对最小耗能原理的应用前景作了讨论. 展开更多
关键词 最小耗能原理 产生 非平衡态热力学 塑性力学
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从湍流经典理论到大气湍流非平衡态热力学理论 被引量:12
14
作者 胡隐樵 陈晋北 吕世华 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第1期1-27,共27页
湍流是日常生活中一种普遍的自然现象,也是经典物理学仍未完全解决的难题。湍流更是大气运动的最基本特征。本文系统地回顾了大气湍流经典理论发展简史,进一步详细介绍了大气湍流非平衡态热力学理论。大气湍流非平衡态热力学理论在熵平... 湍流是日常生活中一种普遍的自然现象,也是经典物理学仍未完全解决的难题。湍流更是大气运动的最基本特征。本文系统地回顾了大气湍流经典理论发展简史,进一步详细介绍了大气湍流非平衡态热力学理论。大气湍流非平衡态热力学理论在熵平衡方程中引入动力过程,进而统一推导出大气湍流输送的Fourier定律、Flick定律和Newton定律,证明了Dufour效应、Soret效应、可逆动力过程与热力不可逆湍流输送过程之间的交叉耦合效应,以及湍流强度定理。这些定律和定理中得到了观测的事实验证,同时它们的唯象系数也由观测资料所确定。湍流强度定理揭示,湍流发展的宏观原因是速度和温度的剪切效应,Reynolds湍流和Rayleigh-Bénard湍流共存于大气湍流中。热力过程和动力过程间耦合效应现象的发现突破了传统湍流输送理论,即Fourier定律、Flick定律和Newton定律的观点——一个宏观量的输送通量等价于这个宏观量的梯度湍流输送通量。热力和动力过程间的耦合原理认为,一个宏观量的输送通量包括这个量的梯度湍流输送通量和速度耦合输送通量两部分。因此,能量和物质的垂直输送通量除了相应物理量梯度造成的湍流输送外,还应包括垂直速度耦合效应,即辐散或辐合运动造成的耦合效应。在一个很宽的尺度范围内,地表面的空间特征是非均匀的。下垫面非均匀性造成的对流运动将引起大气的辐散或辐合运动。这可能是导致地表能量收支不平衡的重要原因之一。垂直速度对垂直湍流输送的交叉耦合效应为非均匀下垫面大气边界层理论的发展,并为克服地表能量收支不平衡问题及非均匀下垫面大气边界层参数化遇到的困难提供了可能的线索。 展开更多
关键词 大气湍流 非平衡态热力学 湍流输送通量 湍流强度 均匀下垫面
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化学振荡反应 被引量:5
15
作者 何国芳 郑茂菊 《泰安师专学报》 2001年第3期68-69,共2页
由于非平衡态热力学的研究长期以来发展较慢 ,一直无法从热力学的角度来解释化学振荡反应及其产生的原因 ,使得化学振荡反应不被大家熟悉。本文试图对这类反应及其原理进行讨论和介绍。
关键词 B-Z反应机理 FKN模型 非平衡态热力学 化学振荡反应 反应模型
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太阳能半导体温差发电器的输出功率 被引量:9
16
作者 林比宏 《泉州师范学院学报》 2002年第6期20-24,42,共6页
建立太阳能半导体温差发电系统的一般模型 ,应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论研究存在四种主要不可逆因素影响的太阳能驱动的半导体温差发电器的性能特性 ,导出发电器的输出功率一般表示式 ,探讨最大输出功率及其有关的优化条件 ... 建立太阳能半导体温差发电系统的一般模型 ,应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论研究存在四种主要不可逆因素影响的太阳能驱动的半导体温差发电器的性能特性 ,导出发电器的输出功率一般表示式 ,探讨最大输出功率及其有关的优化条件 ,确定了温差发电器输出电流和功率的上限 ,得到一些有意义的新结论 . 展开更多
关键词 太阳能半导体温差发电器 非平衡态热力学 输出功率 负载电阻 有限时间热力学
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饱和土非等温固结和不排水剪切的热力学本构模型 被引量:10
17
作者 张志超 程晓辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1297-1306,共10页
基于非平衡态热力学理论,建立了一种无需屈服面、流动法则等概念的非弹性多物理场力学模型。该模型引入耗散力、耗散流及颗粒熵概念,将土体颗粒层次的耗散机制及其引发的宏观能量耗散统一地描述为一组迁移系数和能量函数模型,从而得到... 基于非平衡态热力学理论,建立了一种无需屈服面、流动法则等概念的非弹性多物理场力学模型。该模型引入耗散力、耗散流及颗粒熵概念,将土体颗粒层次的耗散机制及其引发的宏观能量耗散统一地描述为一组迁移系数和能量函数模型,从而得到非弹性变形的本构关系。考虑了温升时孔隙内原本无法自由流动的结合水向自由水转化并激发相应能量耗散的过程,以描述饱和土体的非等温固结行为。应用该模型对不同超固结比(OCR)饱和黏性土的非等温固结及温度对不排水剪切的影响进行了模拟并和实测数据进行对比,验证了模型的有效性。模拟结果表明:饱和土体的非等温固结行为与OCR值密切相关,且具有不可逆特性,在循环温度荷载作用下将产生变形累积;而温度对饱和土体不排水剪切强度的影响则依赖于土体类型及OCR值等因素。 展开更多
关键词 非平衡态热力学 本构模型 等温固结 不排水剪切 温度效应
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非平衡态热力学的研究进展及应用 被引量:9
18
作者 张士宪 李运刚 何小凤 《湿法冶金》 CAS 2007年第4期169-174,共6页
在自然界中,许多过程都是非平衡态过程。要研究这些过程,仅靠经典热力学是远远不够的。本文介绍了非平衡态热力学的主要理论,综述了非平衡态热力学的研究进展,介绍了非平衡态热力学在各个领域中的应用现状,指出随着非平衡态热力学理论... 在自然界中,许多过程都是非平衡态过程。要研究这些过程,仅靠经典热力学是远远不够的。本文介绍了非平衡态热力学的主要理论,综述了非平衡态热力学的研究进展,介绍了非平衡态热力学在各个领域中的应用现状,指出随着非平衡态热力学理论的发展,它将在越来越多的领域得到广泛的应用。 展开更多
关键词 非平衡态热力学 耗散结构 应用
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基于正常人人体中医红外成像特征的研究 被引量:9
19
作者 李洪娟 孙涛 +1 位作者 相乐康 王雨婷 《世界中西医结合杂志》 2021年第1期88-91,共4页
目的获得正常人人体中医红外成像特征(人体热结构)。方法利用红外成像中医检测系统对1668例正常体检人群进行红外成像检测,获得研究目标人群督任脉、三焦以及脏腑对应区域平均温度差(人体热结构)。采用SSPS 20.0统计学软件,分析研究正... 目的获得正常人人体中医红外成像特征(人体热结构)。方法利用红外成像中医检测系统对1668例正常体检人群进行红外成像检测,获得研究目标人群督任脉、三焦以及脏腑对应区域平均温度差(人体热结构)。采用SSPS 20.0统计学软件,分析研究正常人群人体热结构数据。结果获得目标人群人体热结构均值。结论通过研究首次采用非平衡态热力学理论,按照中医理论对人体正常热结构进行分析,发现正常人体热结构符合非平衡热力系统的耗散结构,中医术语"阴平阳秘"在红外成像检测中成为客观数据判定的方法。研究结果可为未来红外成像检测应用于中医临床和基础研究领域提供参考数据。 展开更多
关键词 中医红外成像检测 非平衡态热力学 正常人体热结构
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Methodology of non-equilibrium thermodynamics for kinetics research of CO_2 capture by ionic liquids 被引量:7
20
作者 LU XiaoHua JI YuanHui +1 位作者 FENG Xin JI XiaoYan 《Science China Chemistry》 SCIE EI CAS 2012年第6期1079-1091,共13页
In this paper, the methodology of non-equilibrium thermodynamics is introduced for kinetics research of CO2 capture by ionic liquids, and the following three key scientific problems are proposed to apply the methodolo... In this paper, the methodology of non-equilibrium thermodynamics is introduced for kinetics research of CO2 capture by ionic liquids, and the following three key scientific problems are proposed to apply the methodology in kinetics research of CO2 capture by ionic liquids: reliable thermodynamic models, interfacial transport rate description and accurate experimental flux. The obtaining of accurate experimental flux requires reliable experimental kinetics data and the effective transport area in the CO2 capture process by ionic liquids. Research advances in the three key scientific problems are reviewed systematically and further work is analyzed. Finally, perspectives of non-equilibrium thermodynamic research of the kinetics of CO2 capture by ionic liquids are proposed. 展开更多
关键词 ionic liquids CO2 capture non-equilibrium thermodynamics hlterfacial transport rate NANOBUBBLE statistical rate theory
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