ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принципы равновесной термодинамики из "Синергетика и фракталы в материаловедении " В металлургии и материаловедении уже давно используется технология получения материалов в неравновесных условиях, однако теоретические основы управления структурой и свойствами материалов до настоящего времени базируются главным образом на принципах равновесной термодинамики. Рассмотренные в данной главе подходы синергетики являются методологической основой для решения проблем материаловедения с использованием законов неравновесной термодинамики. [c.9] Цель исследований физико-химических процессов металлургии и металловедения состоит в описании и предсказании поведения во времени и пространстве макроскопических систем, испытывающих воздействие внешних сил. Основой этих исследований служит термодинамика, позволяющая устанавливать общие закономерности поведения систем из большого числа частиц независимо от специфических особенностей механизма протекающих в них процессов. [c.9] Объект исследований термодинамики — термодинамические системы, под которыми понимаются макроскопические части пространства, ограниченные реальными или мысленными контрольными поверхностями от окружающей среды. В материаловедении в качестве термодинамической системы, в зависимости от решаемой задачи, могут рассматриваться как обрабатываемый материал (в этом случае технологическое оборудование играет роль окружающей среды), так и весь технологический комплекс. [c.9] Состояние называется стационарным, если все параметры системы постоянны во времени. Если, кроме того, в системе отсутствуют стационарные потоки, возникающие при действии каких-либо внешних источников, то такое состояние системы называется термодинамическим равновесием. Таким образом, термодинамическое равновесие — это состояние системы, в котором ее параметры не меняются во времени. При изоляции от окружающей среды любая система самопроизвольно стремится к состоянию равновесия. Изменение хотя бы одного параметра рассматриваемой системы возможно лишь в результате термодинамического процесса. [c.10] В равновесной термодинамике постулируется, что изолированная макроскопическая система с течением времени приходит в состояние термодинамического равновесия и никогда самопроизвольно выйти из него не может. Это общее начало термодинамики. [c.10] В то же время окружающий мир является высокоупорядоченным. Из теории Дарвина следует, что в основе принципа отбора лежит повышение организованности биологических систем. Это противоречит второму закону термодинамики, согласно которому энтропия системы с течением времени увеличивается. Это противоречие было снято с введением в кибернетике представлений об эволюции системы как связанной с самоорганизующимися и саморегулирующимися процессами и с развитием синергетики [2, 4], рассматривающей закономерности самоорганизации диссипативных структур в неравновесных условиях [5]. Стало очевидным, что неравновесные состояния более высокоорганизованные, чем равновесные, так как в них движущей силой процесса является не минимум свободной энергии, как это характерно для равновесных процессов, а минимум производства энтропии. [c.11] Вернуться к основной статье