Состояние неравновесное

В условиях, когда допустимо представление о локальном равновесии (1.1), (1.2), можно построить последовательную феноменологическую термодинамику необратимых процессов. Состояние неравновесной системы при этом характеризуется локальными термодинамическими потенциалами, которые зависят от пространственных координат и времени только через характеристические термодинамические параметры, для которых справедливы уравнения термодинамики. Так, если в качестве характеристических переменных выбраны локальная плотность внутренней энергии е(г, (), удельный объем v(r, ) (и = р , р — локальная плотность массы среды) и локальные концентрации с,(г, t) различных компонентов, то состояние физически элементарного объема в окрестности точки г в момент времени t описывается локальной энтропией s = s[e г, t), и(г, ), (г, 1),. .., Ся(г, t), определяемой уравнением Гиббса [c.8]

Мерой необратимости процесса в замкнутой системе (см. 17) является изменение новой функции состояния — энтропии, существование которой у равновесной системы устанавливает первое положение второго начала о невозможности вечного двигателя второго рода. Однозначность этой функции состояния приводит к тому, что всякий необратимый процесс является неравновесным (см. 17). Верно и обратное заключение всякий неравновесный процесс необратим, если в дополнение ко второму началу осуществляется достижимость любого состояния неравновесно, когда оно достижимо из данного равновесно [вся современная практика подтверждает выполнение этого условия однако противоположное условие (см. 30) выполняется не всегда]. Деление процессов на обратимые и необратимые относится лишь к процессам, испытываемым изолированной системой в целом разделение же процессов на равновесные и неравновесные с этим не связано. [c.54]

Неравновесные флуктуации наблюдаются либо в системах, далеких от равновесия, когда время наблюдения меньше времени установления термодинамического равновесия, либо при наличии внешних воздействий (например, разности температур, электрических напряжений или давлений на границах системы), поддерживающих вынужденные отклонения от равновесного состояния . Неравновесные флуктуации рассматриваются в кинетической теории неравновесных систем. [c.292]

Протекание самопроизвольных термодинамических процессов (например, теплообмен между телами) в одном направлении отражает стремление системы перейти от состояний неравновесных, маловероятных к состояниям равновесным, более вероятным. Этим и объясняется необратимость самопроизвольных термодинамических процессов, в результате которых термодинамическая в роятность состояния системы растет. [c.40]

Последние, с физической точки зрения, являются уравнениями состояния неравновесных излучающих систем. В указанном исследовании рассматриваются возможности получения единственного решения интегральных уравнений и подчеркивается, что только на базе интегральных (но не дифференциальных) уравнений могут быть получены уравнения, имеющие общий характер и позволяющие получить более точные решения. [c.198]

Принцип локального равновесия означает справедливость всех уравнений равновесной термодинамики для бесконечно малых элементов массы (объема) неравновесных систем. Согласно этому принципу, состояние неравновесной системы характеризуется локальными термодинамическими потенциалами, которые зависят от времени только через характеристические термодинамические параметры, причем для всех термодинамических величин справедливы уравнения классической термодинамики. Это позволяет строить рассмотрение неравновесных открытых систем на анализе термодинамической самоорганизации структур, в которых локализован некий квазиравновесный процесс. В этом случае эволюцию системы можно рассматривать как ее переход через ряд термодинамических квазиравновесных состояний, а зависимость системы от времени описывать с помощью параметров, контролирующих наиболее медленный процесс. [c.14]

Со вторым началом часто связывают представление о направленности времени. Следует обратить внимание, что асимметрия по отношению к прошлому и будущему закона возрастания энтропии для каждой конкретной системы в известной степени связана с отсутствием симметрии в самой постановке задачи. Начальное состояние неравновесно, но откуда оно взялось Если оно было приготовлено искусственно, то в прошлом система подвергалась воздействию извне, а в будущем — предоставлена самой себе. Если же предположить, что начальное неравновесное состояние возникло самопроизвольно в результате флуктуаций, то тогда можно рассуждать следующим образом. Флуктуация есть отклонение от равновесия, и, следовательно, до настоящего момента, когда равновесие нарушено, система была в равновесии. Соответствующий график изменения энтропии условно изображен на рисунке 18. Очевидно, что в целом изменение энтропии не обнаруживает асимметрии по отношению к прошлому и будущему. Поэтому нет простой связи между стрелой времени и возрастанием энтропии в ограниченных системах. [c.82]

Допустим, что состояние неравновесной системы описывается п независимыми параметрами а . Каждый из них представляет собой определенную функцию координат и времени. Скорость изменения [c.237]

Заканчивая краткое обсуждение современного состояния неравновесной статистической механики, хотелось бы отметить возможности моделирования неравновесных процессов, которые дает быстрое развитие вычислительной техники (см., например, [111, 128]). Не исключено, что именно сочетание теоретических исследований и численных экспериментов откроет новые пути развития неравновесной статистической механики. [c.284]

Повторить здесь доказательство 13 нельзя, поскольку исходное состояние — неравновесное. Таким образом, мы не можем предсказать направление изменения энтропии при таких более свободных переходах в равновесие, основываясь только на том, что об энтропии уже известно. Однако это как раз и хорошо. Очевидно, следует обратиться к опыту. Если обнаружится, что и здесь энтропия растет, значит, мы открыли ее новое свойство, притом не содержаш,ееся в первоначальном, ограниченном определении. [c.91]

Ранее указывалось, что обратимые процессы проходят через ряд равновесных состояний и что условием их осуществимости является наличие температурного равновесия и механического равновесия, ведущих к бесконечно малой скорости протекания процесса. Необратимые процессы соответственно называются неравновесными. Обычно полагают, что равновесными у них являются только начальные и конечные состояния, а все промежуточные состояния — неравновесны. [c.37]

Равновесное состояние достигается тогда, когда полностью завершатся все протекающие в сплавах процессы. При этом строение сплава будет соответствовать диаграмме состояния. Неравновесное состояние получается при условиях, препятствующих полному завершению протекающих процессов. [c.141]

Является ли метастабильное состояние неравновесным [c.64]

Пусть в исходном состоянии неравновесное заполнение центра захвата сушественно превышает рав- [c.95]

Полученное уравнение показывает, что эксергия (как и энергия) является функцией состояния, но ее значение в отличие от энергии зависит также от параметров окружающей среды. Своеобразие эксергии в том, что ее можно рассматривать как функцию состояния неравновесной системы из среды и источника работы в виде потока. Не следует думать, что понятие эксергии применимо только к потоку. Последнее объясняется тем, что в большинстве теплосиловых и холодильных установок мы имеем дело с непрерывным потоком рабочего тела (продукты сгорания топлива, пар, воздух, холодильные агенты). В принципе можно рассматривать эксергию не только потока, но и замкнутого объема. [c.180]

Несмотря на то, что элем, микропроцессы (за указанным исключением) обратимы во времени, макроскопич. процессы с участием очень большого числа ч-ц идут только в одном направлении — к состоянию термодинамич. равновесия (см. Второе начало термодинамики). Статистич. физика объясняет этот парадокс тем, что состоянию макроскопич. равновесия соответствует неизмеримо большая совокупность микроскопич. состояний, чем состояниям неравновесным. Поэтому любое сколь угодно малое возмущение искажает движение системы, удаляющее её от состояния равновесия, и превращает его в движение, ведущее к равновесию. [c.479]

Если между различными точками в системе существуют разности температур, давлений и других параметров, то она является неравновесной. В такой системе под действием градиентов параметров возникают потоки теплоты, вещества и другие, стремящиеся вернуть ее в состояние равновесия. Опыт показывает, что изолированная система с течением времени всегда приходит в состояние равновесия и никогда самопроизвольно выйти из него не может. В классической термодинамике рассматриваются только равновесные системы. [c.8]

В реальных условиях все процессы в ГТУ являются неравновесными, что связано с потерями работы в турбине и компрессоре, а также с аэродинамическими сопротивлениями в тракте ГТУ. На рис. 20.10 действительный процесс сжатия в компрессоре изображен линией /—2, а процесс расширения в турбине — линией, 3—4. Точками 2а и 4а отмечено состояние рабочего тела соответственно в конце равновесного адиабатного сжатия и расширения, точкой О — параметры окружающей среды. [c.174]

В стационарном неравновесном состоянии. [c.209]

Если две или более фаЭ находятся в тесном контакте, возникает потенциал, способствующий самопроизвольному переходу вещества через границы фаз, и система стремится к состоянию равновесия. Состояние равновесия характеризуется комплексом условий, к которым приближается неравновесная система как к пределу в большинстве случаев степень достижения равновесия настолько велика, что различие между реальным состоянием и равновесным находится в пределах ошибки опыта. Знание условий равновесия имеет первостепенное значение в таких технических процессах, как абсорбция, адсорбция, экстракция, дистилляция, испарение, высушивание и кристаллизация. Критерий для определения условий равновесия был разобран в гл. 8. Из всех возможных комбинаций фаз и веществ ниже будет рассмотрена только двухфазная система неэлектролитов, в котором одна из фаз — пар. [c.264]

При быстром охлаждении может не завершиться реакция образования химического соединения и останется часть первичных кристаллов В, не успевших прореагировать с жидкостью. При последующем охлаждении эти кристаллы также останутся непревращенными по достижении эвтектической температуры сплав будет содержать уже четыре фазы, и величина степени свободы становится отрицательной (что невозможно). Из этого примера следует, что для неравновесного состояния правило фаз неприменимо. Если система не подчиняется правилу фаз (имеется больше фаз, чем этого следовало он<н-дать), это в первую очередь указывает на неравновесность состояния. [c.134]

Разбирая процесс кристаллизации твердого раствора по диаграмме, приведенной на рис. 96, мы видели, что состав твердого раствора и жидкости изменяется непрерывно. Ранее выделившиеся кристаллы более богаты тугоплавким компонентом, чем образовавшиеся позднее при меньшей температуре. Твердая фаза в процессе равновесной кристаллизации должна быть все время однородной, поэтому предполагается, что процесс выравнивания состава твердой фазы (путем диффузии) не будет отставать от процесса кристаллизации. Однако обычно при кристаллизации твердых растворов первые кристаллы имеют более высокую концентрацию тугоплавкого компонента, чем последующие. Вследствие этого ось первого порядка дендрита содержит больше тугоплавкого компонента, чем ось второго порядка, и т. д. Междендритные пространства, кристаллизовавшиеся последними, содержат наибольшее количество легкоплавкого компонента, и поэтому они самые легкоплавкие. Описанное явление носит название дендритной ликвации. Состояние дендритной ликвации является неравновесным, неоднородный раствор имеет более высокий уровень свободной энергии, чем однородный. При длительном нагреве сплава дендритная ликвация может быть в большей или меньшей степени устранена диффузией, которая выравнивает концентрацию во всех кристаллах. [c.138]

Описанный выше процесс фиксирования быстрым охлаждением неустойчивого состояния носит название закалки, а последующий процесс постепенного приближения к равновесному состоянию (путем нагрева или длительной выдержки) называется отпуском и старением. Столь разнообразное изменение структуры, достигаемое разной степенью приближения сплава к равновесному состоянию, приводит к разнообразному изменению свойств, чем и обусловлено широкое применение термической обработки, в основе которой заложены процессы неравновесной кристаллизации, в общих чертах описанные выше. [c.144]

Под теорией термической обработки понимается описание процессов формирования структур (при превращениях), а также особенностей структурного состояния сплавов (неравновесные состояния). [c.235]

Если высокая магнитная твердость достигалась получением неравновесной, высокодисперсной структуры, то для получения магнитной мягкости необходимо максимальное приближение к равновесному состоянию, а также необходимо получить крупное зерно, устранить источники, вызывающие искажения решетки п дробление блоков. [c.547]

Из данных табл. 4 видно, что электродные потенциалы металлов зависят от природы электролита. На величину неравновесных потенциалов металлов могут влиять разные факторы температура, движение раствора, концентрация раствора, состояние поверхности металла и др. [c.27]

Что касается точки аф то она может быть конечным состоянием неравновесного сжатия, ибо возрастание энтропии Д5а а-ч не противоречит выражению (3.53). Точка а лишь не может быть достигнута равновесным (обратимым) путем, она обладает относительной адиабатической недостижимостью. [c.75]

Из определения зксергии [уравнение (9-566)] следует, что величина эк-сергии потока однозначно определяется значением параметров состояния потока р ж Т) VI параметров состояния среды рд и Т ). Следовательно, эк-сергию можно рассматривать как своеобразную функцию состояния неравновесной системы, состоящей из среды и источника работы в виде потока . [c.315]

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНАЯ ЖЙДКОСТЬ—конденсированное состояние неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводниках (см. Плазма твёрдых тел). Существование Э.-д. ж. было теоретически предсказано Л. В. Келдышем в 1968. [c.556]

Термодинамика и статистическая физика изучают обратимые процессы, для которых = т. е. процессы, в которых система переходит из одних равновесных состояний в другие равновесные состояния через последовательность равновесных же состояний. Неравновесная термодинамика (или термодинамика необратимых процессов. квазитермодинампка), как и кинетическая теория, изучает неравновесные процессы, Цель настоящего параграфа — показать соотношение этих дисциплин. [c.238]

Для теоретического изучения неравновесных состояний газа отнюдь не всегда оказывается необходимым во всей полноте использовать кинетическую теорию газов. Действительно, как ото хорошо известно, существует важный класс движения газа, закономерности которого соответствуют описываемым гидрогазодинамикой Ц]. Гидрогазодипамика не предполагает знания распределений частиц по импульсам. В связи с этим уравнения гидро-газодипамики являются существенно более простыми, нежели кинетические уравнения. В то же время гидрогазодинамика оперирует с такими феноменологическими характеристиками газа, как коэффициенты переноса, которые могут быть теоретически найдены лишь на основании молекулярных распределений. Поэтому возникает необходимость в построении последовательного перехода от кинетической теории к гидрогазодинамике. В связи с этим в настоящей главе мы поставим перед собой задачу получения уравнений гидрогазодинамики — уравнений переноса — на основании кинетической теории, базирующейся на кинетическом уравнении Больцмана. Решение такой задачи, позволяющее, в частности, определить коэффициенты переноса (вязкость, теплопроводность и т. п.), представляет собой одно из наиболее традиционных приложений кинетической теории газов. Можно сказать, что уравнения переноса — уравнения гидрогазодинамики — описывают макроскопические движения неравновесного газа. При этом кинетическая теория неравновесных газов под макроскопическими движениями понимает движения, определяющиеся величинами, представляющими собой результат усреднения по возможным импульсам частиц газа. В этом смысле распределение частиц по импульсам, описываемое функциями распределения, соответствует микроскопической теории состояния неравновесного газа. Таким образом, ставя перед собой задачу построения [c.45]

Влияние магнитного поля проявляется только на раствор накипе-образователя (соли), находящийся в пересыщенном состоянии (неравновесная система). Это влияние за-скорости образования кри-(центров кристаллизации) [c.40]

Здесь i — теплоемкость пара при постоянном объеме j — теплоемкость жидкости X — степень конденсации, определенная как отношение числа молекул в жидкой фазе к общему числу молекул в заданной массе вещества V — удельный объем вещества, который меньше удельного объема пара в отношении 1 — х V = Fnap (1 — ) ) В этом уравнении мы пренебрегли поверхностной энергией капеле жидкости, которая очень мала по сравнению со скрытой теплотой, ли капельки содержат много молекул. Уравнение адиабаты (8.39) справедливо и в отсутствие термодинамического равновесия. Если состояние неравновесно, степень конденсации х определяется кинетикой конденсации. В условиях термодинамического равновесия, т. е. при бесконечно медленном расширении пар в каждый момент находится в равновесии с жидкостью, т. е. является насыщенным. Состояние вещества меняется при этом вдоль кривой насыщения (8.38), которая, если заменить удельный объем пара на удельный объем вещества, приобретает вид [c.456]

Поясним это определение примером. Допустим, что наша система — идеальный газ, находящийся вне поля тяжести. Состояние неравномерной плотности газа — состояние неравновесное. Это состояние будет рабновес-ным при наличии подходящего внешнего поля тяжести. Тогда V в выражении (31.1) —потенциальная энергия газа в этом поле тяжести, а 4 1 — свободная энергия газа при наличии поля тяжести. [c.263]

В иоследу Ющих разделах показано, как состояния, далекие от равновесия, могут терять свою устойчивость и переходить к одному из многих возможных состояний. Неравновесные процессы и граничные условия не единственны в определении неравновесного состояния, к которому приходит система. Движимая внутренними флуктуациями или другими малыми воздействиями, систе.ма покидает неустойчивое состояние и переходит к одному из многих возможных новых состояний. Эти новые состояния могут быть высокоорганизованными. В этом мире неустойчивости и эволюции к новым организованным структурам решать судьбу системы могут очень малые факторы, часто выходящие за экспериментальный контроль. Что касается детерминированности ньютоновского и лапласовского планетарного движения и единственности равновесных состояний, то оба понятия теряют свою определенность вместо этого обнаруживается вероятностная Природа, которая порождает новые организованные структуры Природа создается самой жизнью. [c.387]

ЭЛЕКТРОННО-ДЙРОЧНАЯ ЖЙДКОСТЬ, конденсированное состояние неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводниках (см. Плазма твёрдых тел). Э.-д, ж. образуется, когда концентрация носителей заряда — эл-нов проводимости и дырок (свободных или связанных в экситоны) — превышает нек-рое, зависящее от темп-ры, критич. значение кр(Л- Эта концентрация легко достигается с помощью инжекции носителей, освещения и т. п. При достижении Пкр в системе носителей происходит фазовый переход, подобный переходу газ — жидкость, в результате к-рого она расслаивается на две фазы капли относительно плотной Э.-д. ж., окружённые газом экситонов и свободных носителей. При этом плотность и крист, структура полупроводникового кристалла остаются практически неизменными. [c.881]

Неравновесные смеси орто- и параводорода имеют температуры тройных точек и точек кипения в промежутках между значениями, указанными в табл. 4.3. В связи с этим состав водорода, использующегося для реализации температуры репернож точки, должен быть определен. Поскольку орто—пара конверсия направлена к состоянию с более низкой энергией, переход, от высокотемпературного к низкотемпературному равновесному состоянию сопровождается выделением тепла, составляющим около 1300 Дж-моль при 20 К. Выделяющееся при конверсии тепло приводит к тому, что водород, залитый в сосуд Дьюара сразу после ожижения, испаряется при хранении более чем наполовину. Именно поэтому желательно включить катализатор конверсии между ожижителем и сосудом для хранения водо- [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...