论文部分内容阅读
电磁技术是一门应用广泛、覆盖面广的综合性技术,广泛存在于物质世界。经典的电磁学理论为电磁技术的发展奠定了坚实的理论基础。进入2O世纪后,随着各个学科的发展,电磁技术与各相关学科交叉渗透,目前已经应用到节能、环保、机械、医学、农业、生物、国防等领域,在科技发展和社会进步等方面起着很重要的作用。电磁技术的进一步广泛应用需要对电磁场与物质相互作用规律的深入了解。由于电磁场与物质相互作用的特殊性和复杂性,这种作用的某些物理机制仍然不是很清楚,因此电磁技术的开发和研究仍然是科技工作者目前面对的重要课题。本文首先以电磁场理论为基础,从场与介质相互作用的角度详细分析了介质中电磁场能量密度的物理意义。分析了在交变场中产生电磁能量损耗的物理机制,导出了在简谐交变外场中电磁能量密度损耗的平均功率密度表达式。利用电磁场强化物理和化学过程具有显著的效果,用热力学描述电磁作用过程是一种有效的方法。根据研究对象的状态,热力学研究可以分为平衡态热力学研究和非平衡态热力学研究。对于电磁场作用下的平衡态热力学系统,可以利用能量公理和介质中的电场能量微分式及磁场能量微分式在热力学能的微分式中引入电场参量和磁场参量。然后定义相应的辅助函数,导出对应的微分关系,由此可分析电磁场作用下系统的热力学特性。在一般的非平衡态热力学中,熵产率的表达式中所考虑的外力均被假定为保守力。而对于处在电磁场下的非平衡态热力学体系,这些电磁力一般不是保守力。当研究因电磁场而引起的不可逆现象时,应该重新推导非平衡态热力学的平衡方程。应用平衡方程和局域平衡假设导出体系的熵平衡方程。然后根据熵产率,分析体系中的能量耗散和此时的唯象理论。频率在300MHz-300GHz之间的微波段电磁波广泛用于无线通信、材料处理、微波加热、化工过程强化和医疗诊断等领域。本文将电磁热力学的研究方法用来分析微波最常应用的两个领域:木材微波干燥和微波辅助萃取。