Энтропия диффузии

Диффузия — необратимый процесс, связанный с большим ростом энтропии, и ее возникновение и развитие, особенно в области высоких температур при сварке, неизбежно. [c.299]

Возникшая флуктуация давления, которую можно рассматривать как локальное повышение или понижение давления, разумеется, не может застыть на месте в упругом теле, но побежит по объему вещества со скоростью распространения упругого возмущения. Флуктуации концентрации будут изменяться со скоростью, которая определяется коэффициентами диффузии, а флуктуации энтропии — со скоростью, определяемой коэффициентом температуропроводности вещества. [c.592]

Процесс диффузии различных газов необратим. Как можно осуществить смешение газов обратимо Чему равна энтропия смеси различных идеальных газов [c.87]

Найти энтропию AS смешения при диффузии двух порций А и В одного и того же газа, имеющих до смешения одинаковые объемы V и температуру Т, но разные давления (т. е. разное число частиц Л, и N2). Определить область изменения AS при изменении Ni и N2, но сохранении общего числа частиц N t+N2 = IN. [c.88]

Изменение энтропии системы в результате необратимого процесса изотермической диффузии [c.315]

N 2 частиц соответственно. После удаления перегородки энтропия системы равна сумме энтропий газов С и D, когда каждый из них занимает объем 2V, т. е. сумме энтропии S i, вычисленной по формуле (1) предыдущей задачи, всего газа сорта С из Л 1 + N2 частиц (получающегося в результате изотермического необратимого процесса диффузии частиц сорта С при различной начальной концентрации их в газах А и В) и энтропии Sli всего сорта D из /У +А/ 2 частиц (получающегося в результате изотермического необратимого процесса диффузии частиц этого сорта). Изменение энтропии газа С при изотермической диффузии его частей, согласно формуле (2) предыдущей задачи, равно [c.316]

Вычислим, далее, возрастание энтропии в результате теплообмена при конечной разности температур в процессе с трением и при адиабатическом смешении (диффузии). [c.62]

Чтобы определить прирост энтропии при адиабатическом смешении (диффузии), рассмотрим смешение двух газов, имеющих вначале одинаковые давления и температуры, равные соответственно р , Т . Пусть первый из газов находится в левой половине сосуда и занимает объем Ец (рис. 2.25), а второй — в правой половине сосуда объемом Ещ, при этом очевидно, что [c.63]

Увеличение энтропии при адиабатическом смешении происходит как вследствие собственно смешения различных по своей природе газов (т. е. диффузии их), так и за счет выравнивания неодинаковых вначале давлений и температур смешивающихся газов при равенстве начальных давлений и температур смешивающихся газов [c.188]

Диффузия является необратимым процессом прирост энтропии системы в результате диффузии может быть найден из следующих соображений. Пусть два различных вещества, имеющих одинаковую температуру, отделены друг от друга непроницаемой перегородкой. Если убрать эту перегородку, начнется диффузия веществ друг в друга, в результате которой в область, занятую вторым веществом, за время dx перейдет-масса dG первого вещества, а в область, занятую первым веществом, — масса dG второго вещества. Если макроскопическое движение отсутствует , то масса вещества в обеих областях не должна изменяться, т. е. dG = —dG . Предположим, далее, что процесс диффузии не сопровождается совершением работы и подводом или отводом теплоты. Тогда изменение энтропии первого вещества [c.343]

Рассмотрим теперь диффузионные потоки в неизотермической системе. В такой системе наряду с диффузионными потоками имеется также поток теплоты. Проведя те же рассуждения, что ц при определении прироста энтропии в результате чистой диффузии, получим для двух веществ разной температуры [c.346]

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

В основе механизма избирательного переноса при трении лежит избирательное растворение сплавов. При избирательном растворении и деформации трением коэффициент диффузии возрастает на несколько порядков, соответственно возрастает скорость диффузионных потоков (неравновесность), уменьшая энтропию и увеличивая упорядоченность и создавая условия для формирования диссипативной структуры. [c.142]

Таким образом, изучая влияние примесей на диффузию, правильнее рассматривать не результирующий эффект (скорость диффузии), а энергию и энтропию активации. [c.24]

Стандартная молярная энтропия Изменение молярной энтропии Константа равновесия химической реакции Степень диссоциации Коэффициент активности Осмотический коэффициент Активность воды Функция кислотности Поверхностное натяжение Динамическая вязкость (внутренее трение) Коэффициент диффузии [c.11]

Соотношение (6.8) выполняется не точно из-за влияния диффузии, т. е. продукты реакции могут проникать в атмосферу, увеличивая энтропию и тем самым уменьшая количество располагаемой теплоты. [c.114]

Возьмем другой пример (см. рис. 2). Жидкость находится в сосуде при условии, что температуры жидкости Г и стенок сосуда Т близки. При этом происходят чрезвычайно медленные процессы теплопередачи и диффузии в жидкости, в результате которых изменяется энтропия жидкости. Если же стенки сосуда интенсивно нагревать, то частицы жидкости придут в бурное движение, начнется образование пузырьков, пенообразование и т. п. В первом случае имеем равновесное тепловое взаимодействие и изменение одной координаты, во втором — неравновесное, и изменение нескольких координат. [c.16]

QS — приращение энтропии в результате прочих процессов, например, диффузии, массообмена, конверсии (химических превращений), в насосе и т. п. [c.154]

Известно, что процесс диффузии необратим и сопровождается увеличением энтропии. Процесс разделения— это диффузионно кинетический процесс и минимальная работа разделения — это работа, затрачиваемая на компенсацию возрастания энтропии, передаваемая системе обратимым путем (работа может [c.174]

As — возрастание энтропии при диффузии. [c.175]

Фактическое вычисление величины локального прироста энтропии ведется в точности таким же способом, как и в случае прерывных систем, и основывается на применении уравнения Гиббса (3.17). Поскольку вычисления довольно кропотливы, приведем лишь результаты для системы, в которой протекают процессы теплопроводности и диффузии. [c.51]

Выясним теперь, какие необратимые процессы способны к взаимодействию друг с другом. Для удобства рассмотрим непрерывную систему без диффузии, но с потоком тепла вдоль геометрической координаты ж и с одновременно протекающей химической реакцией. В соответствии с уравнением (3.72) приращение энтропии равно [c.70]

Первый закон термодинамики явился основой для составления балансовых уравнений применение его сделало возможным определение важных зависимостей для тепловых эффектов реакций. Теперь мы должны, воспользовавшись вторым началом термодинамики, получить критерии, позволяющие определять возможность протекания интересующих нас химических процессов. Как уже отмечалось в гл. 3, наблюдаемые в природе процессы самопроизвольно протекают в одном направлении, например тепло переходит от более нагретого тела к менее нагретому, газы имеют тенденцию к увеличению объема и к диффузии и т. д. Общим критерием протекания самопроизвольных, необратимых процессов в изолированных системах является увеличение энтропии. Мы должны теперь выяснить критерии самопроизвольного протекания химических процессов для ряда частных условий. [c.480]

Щ им от температуры членом, включающим в себя энтропию диффузии Можно представить, что процесс диффузии создает определенный беспорядок и тем самым увеличивает энтропию. Этот прирост должен быть тем больше, чем больше исходная степень упорядочения, т. е. чем меньше дефектов в кристалле. Если учесть, как это уже отмечалось, неточность эксперимен-тальны-х значений >о, практическая ценность этого представления остается еще весьма ограниченной. [c.61]

Смешение газов в потоке, как и другие способы смешения, представляет собой необратимый процесс, всегда сопровождаюш,ийся возрастанием энтропии. Это явление объясняется тем, что при смешении происходит расширение газа без совершения работы. Кроме того, смешение газов в одном сосуде сопровождается их диффузией, которая является процессом необратимым, и при этом возрастает энтропия. Если, наоборот, требуется разделить смесь различных газов на отдельные компоненты, то для этого необходимо затратить минимальную работу, равную потере работоспособности TqAs при смешении газов (см. пример 14-6). [c.231]

Наиболее далеко идущим прогнозом, следующим из модели Тисса, явилось предсказание существования тепловых волн в жидкости—явления, ставшего впоследствии известным под названием второго звука . Формальное рассмотрение двух взаимопроникающих жидкостей, обладающих разной энтропией, приводит к волновому уравнению для неоднородностей температуры вместо диссипативного уравнения теплопроводности. Тисса предположил поэтому, что нарушения равновесной концентрации двух жидкостей будут выравниваться посредством волнового движения, а но посредством диффузии. Это волновое движение, как и следовало ожидать, будет несколько похоже на акустический звук с той существенной разницей,, что при этом не будет происходить заметных колебаний плотности жидкости. Вместо них будут наблюдаться колебания относительной плотности двух жидкостей, т. е. колебание температуры. С этой точки зрения подходящим параметром для характеристики диссипации тепловых импульсов в Не II является не теплопроводность вещества, а скорость распространения в нем тепловых волн. На основании своей модели Тисса предположил, что эта скорость будет возрастать от нуля в Х-точке до максимума примерно при 1,5" К и затем уменьшаться при дальнейшем нонижении температуры. [c.803]

Па основе р>-зульга1а (1) для интервала илменения AS при смешении газов А и В некоторые авторы приходят к выводу об отсутствии парадокса Гиобса и считают, что при непрерывном изменении параметра различия газов изменение энтропии AS при диффузии газов изменяется непрерывно. [c.317]

Изменение энтропии при диффузии двух разных газов в KOjm4e TBe Vi и V2 молей, занимаюищх соответственно объемы К, и Kj и имеющих одинаковую температуру, согласно формуле (3.41), равно [c.319]

Как отмечалось в 16, в литературе известна точка зрения на парадокс Гиббса, согласно которой решение этого парадокса связывается с дискретным различием смешиваемых газов. Парадокс Гиббса сводится к скачку в поведении AS при непрерывном сближении параметров различия газов. Но в реальном физическом мире различие между газами определяется отличием друг от друга их агомов, каким-либо дискретным квантовым числом (зарядом, числом нуклонов и т. д.), которое по самому смыслу понятия дискретности не может изменяться ненрерывно. Предполагая непрерывное изменение различий между газами, мы вступаем в противоречие с законами физики и в результате приходим к парадоксу Гиббса Если перейти к предельному случаю смеси тождественных молекул, то формула (8) не изменяется. Это нелепо, так как при удалении перегородки между газами, состоящими из совершенно одинаковых молекул, не может быть и речи ни о каком процессе диффузии. Следовательно, предельный переход здесь недопустим. Он противоречит атомизму вещества и тому факту, что между различными видами атомов (например, атомами И и Не) нет никакого непрерывного перехода . Таким образом, согласно этой точке зрения, значение Sf, для энтропии после смешения тождественных газов нельзя получить из формулы (4) потому, что незаконен предельный переход поскольку [c.323]

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]

Как уже было отмечено в гл. 7, термодинамическое описание неравновесных систем основано на постулате о наличии локального равновесия. Термодинамические параметры (температура, давление, энтропия и т. д.) в общем случае являются функциями пространственно-временных координат. С методической точки зрения целесообразно выделить два класса неравновесных систем непрерывные и прерывные. В непрерывных системах интенсив11ые параметры состояния являются не только функциями времени, но также непрерывными функциями пространственных координат. В них протекают неравновесные процессы переноса теплоты (теплопроводность), импульса (вязкое течение), массы (различные виды диффузии) и химические реакции. [c.195]

Рассмотрим случай чистой диффузии, когда = 0. Предположим, что имеются только два компонента, причем сумма масс их Gj + Сг = G неизменна тогда имея в виду, что прирост энтропии вследствие необратимости процесса диффузионного переноса вещества должен определяться величиной —ф1 dGi — ср dG — —(фх — ср ) dGj, которая одна только содержит в себе характеристики этого процесса (в частности плотность диффузионного потока), ваключаем, что для единицы объема [c.162]

В этой же работе Больцман делает расчет вероятностей различных состояний системы и доказывает, что наиболее вероятным состоянием является то, при котором энтропия ее достигает максимума доказывает, что при всяком взаимодействии реальных газов (диффузия, теплопроводность и т. д.) отдельные молекулы вступают во взаимодействие в согласии с законами теории вероят ностей... и заключает <аВторое начало оказывается, таким образом, вероятностным законом . Отсюда следует, что второе начало, будучи статистическим законом, неприменимо к Вселенной, тела которой движутся ке хаотично, а каждое по своим динамическим законам а кроме того, что второе начало может нарушаться тем чаще, чем меньше частиц в системе и чем меньше их скорости. [c.165]

Энтропия. В термодинамике процессы разделяют на обратимые и необратимые. К числу обратимых относятся изотермические и адиабатические изменения состояния идеального газа. Однако идеально обратимые процессы на практике неосуществимы. Все процессы, сопровождающиеся трением, теплообменом, диффузией и т.п. не могут бьггь полностью проведены в обратом направлении. Статистическая физика связывает эту необратимость с переходом системы от менее вероятного к более вероятному распределению элементов, образующих систему. В качестве примера можно рассмотреть процесс смешения двух газов, разделенных вначале в некотором сосуде перегородкой, после того как перегородка будет удалена. Другим примером может служить выравнивание температур нескольких соприкасающихся тел, имевших вначале различные температуры. [c.197]

Такие две реакции пазьшаютсп сопряженными реакциями. Термодинамическое сопряжение реакций позволяет одной из реакций идти в сторону, обратную той, в которую она должна идти на основании своего собственного сродства. Подобное взаимодействие необратимых процессов более подробно будет рассмотрено в следующей главе . Так, например, при термодиффузии диффузия вещества навстречу градиенту концентрации сопровождается отрицательным приращением энтропии, но этот эффект компенсируется положительным приростом энтропии, обусловленным потоком тепла. [c.43]

Из этого уравнения вытекают важные следствия. Вместо средней массовой скорости и в определении векторов диффузии [уравнение (3.68)] можно использовать любую другую фиксированную скорость Lda- При любых тэких зэменэх величина прироста энтропии по уравнению (3.73) остается неизменной. Так, например, можно в качестве такой фиксированной скорости пользоваться макроскопической скоростью компонента II. Тогда уравнение (3.73) принимает простую форму [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...