Диссипация и необратимость

Для получения основных соотношений между свойствами, диссипацией и необратимостью, а также асимптотическими или равновесными состояниями используются методы термодинамики [724]. Другими сопутствующими проблемами являются свойства твердых частиц, электронные состояния и проводимость [510]. Явления, обусловленные присутствием электрических зарядов, и электродинамические процессы [378] наблюдаются во многих системах с накоплением заряда, эмиссией и при взаимодействии с поверхностью. [c.17]

Как граничное, так и сухое трение представляют собой системы, в которых происходит диссипация тепловой энергии и необратимые превращения в металле диспергирование, усталостное разрушение и разрушение в результате структурных изменений. Тонкая пленка окислов и адсорбированные на ней слои смазки или смеси влаги и кислорода не предохраняют поверхностный слой металла от деформации, упрочнения и последующего разрушения. [c.6]

Мы не случайно подчеркиваем здесь, что речь идет об обратимом адиабатном процессе, так как адиабатный процесс может быть и необратимым. Рассмотрим, например, течение реального газа в шероховатой трубе, снабженной идеальной теплоизоляцией, исключающей процесс теплообмена через стенки трубы. Течение газа в этом случае будет адиабатным, так как извне к газу не подводится и от него не отводится тепло. Но поскольку течение реального газа в шероховатой трубе всегда сопровождается трением, приводящим к диссипации (рассеянию) энергии потока, то этот процесс необратим как и всякий необратимый адиабатный процесс, он идет с повыше- [c.222]

Так поступают, например, при изучении движения вязкой жидкости, когда напряжения представляют в виде су.ммы давления и вязких напряжений. В теории пластичности, наоборот, раскладывают деформации на обрати.мые упругие е и необратимые пластические и скорость диссипации энергии представляют в виде (1/р)о,уб .у см., например Седов Л. И., Механика сплошной среды, т. II, гл. X, 3, Наука , изд. 2, М., 1973 — Прим. ред. [c.188]

Существенно, однако, что сама величина возрастания энтропии при ударном сжатии совершенно не зависит от механизма диссипации и определяется исключительно законами сохранения массы, импульса и энергии. От механизма диссипации зависит только ширина разрыва, т. е. скорость, с которой происходит необратимое нагревание газа, испытывающего ударное сжатие. Так, стакан горячей воды непременно остывает до вполне определенной, комнатной температуры, совершенно независимо от механизма теплообмена с окружающей средой, которым определяется лишь скорость остывания. [c.54]

Итак, если с помощью этого устройства осуществлять контролируемую локализацию частицы, то можно приостановить рост энтропии самой частицы, но только за счет постоянного рождения энтропии внутри или вне прибора с темпом 5, не меньшим 1п2/го. Диссипация и соответствующая ей необратимость как бы перебрасываются за пределы кюветы с броуновской частицей. [c.34]

В предыдущей главе мы установили, что в нелинейной среде без диссипации и дисперсии происходит непрерывное увеличение крутизны профиля распространяющейся волны и образование разрыва — области бесконечно быстрого изменения физических величин во времени и пространстве [1-3]. Чтобы разрыв сохранялся в процессе распространения волны, как мы видели, необходима диссипация энергии на разрыве, обеспечивающая необратимость процесса нелинейной эволюции. На спектральном языке это означает направленность потока энергии в область высоких частот, в которой существенны потери энергии. [c.391]

Примечание. Набор явлений, обсуждавшийся в этой задаче, характерен для системы, подвергнутой пластической деформации. Как известно, последняя инициирует в твердом теле целый спектр необратимых процессов — это рассеяние механической энергии в форме вязкой диссипации и за счет зарождения и роста трещин, перенос энергии и массы, движение дефектов строения. Каждый из этих процессов имеет характерное время релаксации и вносит вклад в общее производство энтропии в системе, инициируемое необратимой деформацией. [c.114]

Для определения истинного паросодержания предлагается использовать гипотетический метод. Он основан на предположении, что во всем объеме между сечениями 1 и 2 (рис. 7.1, б) устанавливается такое среднее по всему данному объему паросодержание, при котором диссипация энергии (необратимые потери давления) становятся минимальными. Распространение этого метода с целью определения Фз на процессы, связанные с обратимым перепадом давления, тоже дают положительные результаты. [c.254]

При исследовании физических основ явления трения различают трение внешнее и внутреннее. Внешнее трение — сопротивление относительному перемещению, возникающее между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним и сопровождаемое диссипацией энергии. Внутреннее трение — процессы, происходящие в твердых, жидких и газообразных телах при их деформации и приводящие к необратимому рассеянию механической энергии. [c.225]

Мы переходим теперь к изучению влияния, которое оказывают на движение жидкости происходящие при движении процессы диссипации энергии. Эти процессы являются выражением всегда имеющей место в топ или иной степени термодинамической необратимости движения, связанной с наличием внутреннего трения (вязкости) и теплопроводности. [c.71]

В конце 2 было указано, что полная система гидродинамических уравнений должна содержать пять уравнений. Для жидкости, в которой имеют место процессы теплопроводности и внутреннего трения, одним из этих уравнений является по-прежнему уравнение непрерывности уравнения Эйлера заменяются уравнениями Навье — Стокса. Что же касается пятого уравнения, то для идеальной жидкости им является уравнение сохранения энтропии (2,6). В вязкой жидкости это уравнение, разумеется, не имеет места, поскольку в ней происходят необратимые процессы диссипации энергии. [c.270]

Подчеркнем здесь следующее обстоятельство. Наличие ударных волн приводит к возрастанию энтропии при таких движениях, которые можно рассматривать во всем пространстве как движение идеальной жидкости, не обладающей вязкостью и теплопроводностью. Возрастание энтропии означает необратимость движения, т. е. наличие диссипации энергии. Таким образом, разрывы представляют собой механизм, который приводит к диссипации энергии при движении идеальной жидкости. В связи с этим для движения тел в идеальной жидкости, сопровождающегося возникновением ударных волн, не имеет места парадокс Даламбера ( 11)—при таком движении тело испытывает силу сопротивления. [c.459]

Современное состояние термодинамики позволяет производить исчерпывающий анализ всех этапов реального процесса превращения энергии тел в полезную работу. Термодинамика равновесных состояний дает возможность характеризовать особенности каждого из возможных состояний равновесия и общий энергетический эффект равновесного процесса, а термодинамика необратимых процессов — оценить диссипацию энергии в любом из реальных процессов, а следовательно, и действительный к. п. д. (или коэффициент использования энергии) данного процесса. [c.5]

Турбулентная пульсация из точки ее образования распространяется в окружающую жидкость по законам диффузии. Диффузионный характер распространения — общее свойство всех необратимых возмущений движения, сопровождающихся диссипацией энергии. Очевидно, что эта наиболее общая особенность возмущений движения, а следовательно и турбулентных пульсаций, должна исследоваться прежде всего. [c.413]

Иными словами, взаимодействие двух необратимых процессов — теплопроводности и диффузии — приводит к появлению дополнительного источника диссипации энергии (роста энтропии) [c.210]

Поэтому даже при отсутствии теплообмена с внешней средой, когда dqi - - О, при течении с трением энтропия возрастает, так как dqr > 0. Поскольку диссипация представляет собой необратимый процесс преобразования механической энергии, то для теплоизолированных процессов возрастание энтропии служит признаком их необратимости. Заметим, что помимо трения существуют и другие причины необратимых преобразований механической энергии (см. п. 10.6). [c.411]

Здесь Р (а) — линейная функция от о и производных о до порядка п включительно с постоянными коэффициентами, Q e) — такая же функция от деформации е. К соотношению вида (17.5.9) можно прийти, если рассмотреть модель, составленную из большого числа пружин и вязких сопротивлений, соединенных в разных комбинациях последовательно и параллельно. Конечно, было бы достаточно наивно искать в структуре материала соответствующие упругие и вязкие элементы, однако способ, основанный на построении реологических моделей, обладает некоторым преимуществом. Мы убедились, что в уравнении (17.5.8) должно быть J. < , при этом не было необходимости в обращении к модели, условие < Е, из которого следует первое неравенство, означает только то, что приложенная сила совершает положительную работу, расходуемую на накопление энергии деформации, а частично рассеиваемую в виде тепла. В общем случае (17.5.9) тоже должны быть выполнены некоторые неравенства, которые могут быть не столь очевидны. Но если построена эквивалентная реологическая модель из стержней, накапливающих энергию, и вязких сопротивлений, рассеивающих ее, то у нас есть полная уверенность в том, что для соответствующего модельного тела законы термодинамики будут выполняться. Второе преимущество модельных представлений состоит в том, что для любой заданной конфигурации системы может быть вычислена внутренняя энергия, представляющая собою энергию упругих пружин, и скорость необратимой диссипации энергии вязкими элементами. Имея в распоряжении закон наследственной упругости (17.5.1), (17.5.2), мы можем подсчитать полную работу деформирования, но не можем отделить накопленную энергию от рассеянной. Поэтому, например. Блонд целиком строит изложение теории на модельных представлениях. [c.590]

В тех случаях, когда сумма q. - — + мартенситное превращение протекает необратимо и приводит к значительной диссипации энергии, которая происходит при деформации материала в зоне раздела фаз. Развивающиеся при этом напряжении могут превысить предел упругости и привести к столь значительной пластической деформации, что рост мартенсита прекратится. [c.239]

Таким образом, идеально равновесным и обратимым можно считать бесконечно медленный процесс. Если говорить о процессе расширения или сжатия без теплообмена (цилиндр с поршнем в адиабатной оболочке), когда работа производится за счет внутренней энергии, то при необратимом (быстром) изменении объема часть внутренней энергии уйдет на работу против сил трения в газе (завихрения) и внешняя работа поршня будет меньше при расширении и больше при сжатии. Этот эффект называют внутренней необратимостью или диссипацией (рассеянием) энергии. Он обладает четко выраженной направленностью та часть механической работы, которая совершается против сил трения, переходит в теплоту, обратный самопроизвольный процесс [c.47]

Второе слагаемое в правой части уравнения (12.55) как раз и представляет собой интересующую нас величину оно равно той части работы сил трения, которая подвергается рассеянию (диссипации), т. е. необратимому переходу в теплоту. [c.285]

В то же время основной задачей теории изнашивания является установление критериев, с помощью которых можно было бы предсказать скорость (или интенсивность) изнашивания, наступление предельного состояния поверхностных слоев, переходы от одного вида изнашивания к другому. Наиболее общим и перспективным в исследовании и описании процессов изнашивания является термодинамический подход, в основе которого лежат законы сохранения энергии и принцип увеличения энтропии при необратимых процессах (первое и второе начала термодинамики). Целесообразность такого подхода также объясняется тем, что в основе современных теорий прочности твердых тел и строения вещества лежат энергетические концепции, а процесс трения всегда сопровождается диссипацией энергии. При этом совокупность происходящих физико-химических процессов, обусловливающая изменение структуры материала, энтропии трибосистемы и ее изнашивание (разрушение), может быть описана с помощью законов неравновесной термодинамики и термодинамических критериев (энерге- [c.111]

При движении жидкости или газа с высокой скоростью в потоке около поверхности из-за сил внутреннего трения наблюдается выделение теплоты. с то вносит некоторые особенности в протекание процесса теплообмена. Внутренний разогрев потока представляет собой необратимый процесс рассеивания части механической энергии движения вследствие вязкого трения и перехода этой энергии в теплоту. Процесс этот называют диссипацией энергии движения. [c.286]

Рис. 4. Необратимые перемещения границы, соответствующие приращению трещины йи и общей диссипации йщ д.

Мы можем также разбить необратимую энергию деформации dU на диссипацию в кончике трещины и общую диссипацию, обозначив их индексами с ж g соответственно, т. е. получим [c.217]

Для проверки критерия разрушения необходима независимая оценка членов правой части неравенства. Оценка энергий адгезии и когезии будет рассмотрена ниже. Определение необратимой диссипации для композитов затруднено в определенной степени в связи с дальнейшей детализацией. Например, диссипация может быть вызвана локальным расслоением, пластическим течением в матрице, потерями, связанными с трением при вытаскивании волокон, растрескиванием в случае полимерной матрицы и многим другим. [c.226]

Дебая—Хюккеля теория] электролитов I 245 Динащпеские функции I 17, 74 Диссипация и необратимость II 62—63 [c.392]

Замыкание приведенной выше системы уравнений в МСС базируется на понятии макроскопически равновесного, вообще говоря, необратимого процесса с диссипацией и на основном постулате МСС — постулате макроскопической определимости (гл. III). Задать такой термомеханический процесс Ш в фиксированной точке x= onst среды — значит задать в фиксированной малой физической частице в окрестности этой точки на интервале времени [c.60]

Торможение газа в скачке, сопровождающееся ударом набегающего газа об уже заторможенный газ и диссипацией энергии, необратимо. Поэтому при вычислении изменения давления в скачке нельзя пользоваться уравнением Пуассона, которое справедливо только> для обратимого процесса. Изменение параметров газа в скачке вычисляют по уравнению неразрывности течения и по законам сохранет ния импульса и энергии. [c.60]

Это соотношение выражает первое начало термодинамики. Из его структуры отчетливо видно, в чем заключается разница в описании обратимых и необратимых процессов. Первые четыре члена правой части описывают вклад в величину dQ от изменения термодинамических параметров системы они выражаются одинаковым образом для обратимого и необратимого процессов (это не означает, конечно, что сами изменения dU, dV, dai, dGk при этом одинаковы) последний член правой части описывает диссипацию работы—он равен нулю для обратимого процесса и имеет положительное значение для необратимого. Из этого следует, что при заданных изменениях dUy dV, daj, dGk в необратимом процесс dQ меньшё (а соответственно меньше и работа, определяемая вторым, третьим, четвертым и пятым членами) на величину диссипативного члена 2 по сравнению с обратимым процессом. [c.50]

При изучении движения в упругих телах мы до сих пор считали, что процесс деформирования происходит обратимым образом. В действительности процесс термодинамически обратим, только если он происходит с бесконечно малой скоростью, так что в каждый данный момент в теле успевает установиться состояние термодинамического равновесия. Реальное движение происходит, однако, с конечной скоростью, тело не находится в каждый данный момент в равновесии, и поэтому в нем происходят процессы, съремящиеся привести его в равновесное состояние. Наличие этих процессов и приводит к необратимости движения, проявляющейся, в частности, в диссипации механической энергии, переходящей в конце концов в тепло ). [c.177]

Развитие термодинамики необратимых процессов сделало возможным изучение сложных явлений, состоящих из шюкольких одновременно происходящих процессов разной природы, и привело к созданию единого способа феноменологического описания их. Это в свою очередь сделало правомерным, а возможно и обязательным, совместное рассмотрение явлений, которые изучались ранее независимо одно от другого. Исходя из этого в книге эффекты диссипации энергии при движении жидкости или газа, т. е. перенос импульса и теплоты, рассматриваются как составные части термодинамики. Едва ли кто-нибудь в настоящее время будет оспаривать, что теплопередача является одним из разделов динамики теплоты, т. е. термодинамики. [c.5]

Уравнение (2.51) было выведено ранее для обратимых процессов. В действительности оно может быть распространено и на некоторые необратимые процессы, например, на процессы, происходящие не бесконечно медленно, но с некоторой конечной скоростью, если только учитывать диссипацию энергии движения, т. е. изменение энтропии при изменении состояния системы в результате действия сил внутреннего трения, теплопроводности и диффузии (подробнее об >том см. гл. 10). Е1следствие этого, и при условии, что и, 1, 8, Т, А/, йу имеют вполне определенные значения при рассматриваемых необратимых процессах, термодинамическое тождество (2.73) может применяться и к необратимым процессам, если только степень необратимости их не очень велика (при этом давление р надо заменить на р ). [c.73]

Процесс дросселирования является необратимым процессом, сопровождающимся диссипацией энергии и, следовательно, потерей части располагаемой работы, причем чем больще дросселирование, тем больще потери работы, следовательно, дросселирование паров, газов и жидкостей в технологических процессах неэкономично. Если имеется возможность осуществить необходимое изменение параметров различными способами, включая дросселирование, то в каждом конкретном случае делают технико-экономическую оценку имеющихся способов и предпочтение отдают наиболее экономичному способу. [c.114]

Неравновесная система при изменении состояния совершает необратимый процесс, вследствие чего производимая системой элементарная работа dL меньше работы обратимого процесса dL° P при тех же самых внешних условиях, т. е. dL работы процесса сопряжено с рассеянием энергии, в результате чего при необратимом процессе в работу превращается только часть той работоспособной энергии, которая переходит в работу при обратимом процессе. Обозначим рассеиваемую (диссипнруемую) энергию через dQ " . Сохранение обозначения Q объясняется тем, что диссипация энергии заключается в конечном результате в превращении работоспособной энергии в теплоту. Очевидно, что между работой необратимого и обратимого процессов и рассеиваемой энергией справедливо следующее соотношение [c.155]

Полученное соотношение является обобщением дифференциала энтропии. Значение dS определяется не только теплотой, получаемой системой от внешних источников, но также и теплотой, выделяюш,ейся в системе вследствие необратимости процесса. Это обобш,ение достаточно очевидно, так как нет оснований разделять теплоту от внешних источников и теплоту, выделяющуюся в результате диссипации, т. е. от внутренних источников. В дальнейшем величину dS в соответствии с выражением dS через dQ и удобно представить в виде [c.156]

Если первичная энергия является работой любого вида, то с помощью идеального преобразователя, в котором отсутствуют неравновесные, необратимые процессы (трение, электрическое сопротивление, диффузия и тому подобные процессы диссипации), она может быть полностью преобразована в энергию любого иного вида. Максимальная 1еоретпческая эф41ективность преобразования работы в любую иную форму энергии (т. е. наибольший КПД преобразователя работы) равна единице. В реальных преобразователях имеются процессы диссипации, которые переводят часть энергии, подведенной в форме работы, в энергию хаотического теплового движения микрочастиц тел, участвующих в процессе преобразования, в связи с чем эффективность преобразования снижается. Такое снижение эффективности вызвано наличием необратимых процессов, поэтому для характеристики эффек-тивпостн преобразователей работы необходимо воспользоваться вторым законом термодинамики и следствиями из него. [c.366]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...