ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные уравнения движения из "Термодинамика " Общее выражение для г з. Диссипативная функция является наиболее общей характеристикой необратимых процессов, протекающих в системе. Согласно выражению (10.14) она может быть представлена в виде суммы произведений обобщенных потоков и обобщенных сил обобщенные потоки и обобщенные силы представляют собой тензорные величины. [c.341] Различают тепловые потоки Уд, диффузионные потоки Уд, реакционные потоки (0 (т. е. потоки вещества, образующиеся в результате химических реакций), потоки импульса Пит. д. каждый из потоков, входящих в выражение для диссипативной функции, является необратимым, т. е. приводит к возрастанию энтропии. [c.341] В состоянии полного равновесия системы (напомним, что система находится в полном равновесии, если она термодинамически равновесна и неподвижна) все обобщенные потоки и все обобщенные силы равняются нулю. [c.341] Оба тела находятся в тепловом контакте друг с другом и, кроме того, не изолированы от окружающей среды, благодаря чему они могут отдавать или получать от последней теплоту. Теплоемкость обоих тел предполагается настолько большой, что можно не учитывать изменения их температуры в результате обмена теплотой. [c.341] Интеграл в левой части, равный д8 Чдт, всегда положителен. В другом интеграле величина (grad Т) 1Т имеет положительный знак, поэтому X 0, т. е. коэффициент теплопроводности всегда положителен. [c.343] Диффузионные потоки. В системе, состоящей из двух (или нескольких) веществ, содержание которых в разных точках системы различно, концентрация каждого из веществ с течением времени изменяется. Изменение состава системы может происходит как за счет макроскопического движения, так и вследствие молекулярного переноса вещества (диффузии). [c.343] Диффузия приводит к возникновению диффузионного потока каждого из веществ плотность диффузионного потока есть количество вещества, переносимого путем диффузии в единицу времени через единицу площади поверхности. [c.343] Поток Jp должен быть линейной функцией обобщенной силы Хр, причем коэффициент пропорциональности по соображениям размерности будет содержать температуру в первой степени, т. е. [c.344] Коэффициент диффузии определяет диффузионный поток в том случае, когда имеется лишь один градиент концентрации. [c.345] Отметим, что так как в критической точке раствора двух веществ (д lдg)p 7- = О, то коэффициент диффузии в критической точке должен равняться нулю. [c.346] Диффузионный поток вместе с веществом переносит и энтропию за единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению диффузионного потока, переносится количество энтропии, равное — ф/д/Г, где ф = ф — ф1 — разность химических потенциалов первого и второго веществ. [c.346] Это дифференциальное уравнение определяет связь между концентрацией и температурой смеси (раствора) двух веществ в случае отсутствия диффузии, т. е. при чистой теплопроводности. [c.347] Как коэффициент бародиффузии ppD, так и коэффициент термодиффузии p D могут иметь и положительное, и отрицательное значения при g = О и g = 1, т. е. в чистом веществе, эти коэффициенты, естественно, равняются нулю. [c.348] Первое из этих уравнений представляет собой уравнение Фика для диффузии, а второе — уравнение Фурье для теплопроводности. [c.349] исходя из общих феноменологических соотношений термодинамики необратимых процессов получены уравнения для теплопроводности и диффузии, совпадающие с уравнениями Фурье и Фика. [c.349] Уравнения Фурье и Фика, как известно из физики, являются экспериментальными законами. В связи с этим приведенные выше результаты следует рассматривать не как теоретическое обоснование этих законов (поскольку исходные феноменологические соотношения сформулированы с учетом этих, а также ряда других экспериментальных, законов, т. е. фактически включают в себя эти последние), а как свидетельство общности методов термодинамики необратимых процессов и правильности выводов, получаемых с их помощью. [c.349] Электрический ток. Электрический ток представляет собой поток электрических зарядов его величина характеризуется плотностью электрического тока. [c.349] Скорость реакции и химическое сродство. Предположим, что в некотором резервуаре, который может обмениваться с окружающей средой теплотой и работой (но не веществом), находятся п реагентов, между которыми возможно г химических реакций давление и температура в резервуаре предполагаются постоянными, а концентрация веществ повсюду - одинаковой. [c.350] Уместно подчеркнуть, что химические реакции не связанц с образованием потоков вещества или теплоты при наличии химических реакций выражения для потоков вещества и теплоты имеют тот же вид, что и при отсутствии химических реакций. [c.350] Вернуться к основной статье