Термодинамика линейная неравновесная

Классическая (равновесная) термодинамика получила в последние годы дальнейшее развитие на основе представления о локальном равновесии. В настоящее время построена термодинамика линейных неравновесных процессов и достигнуты большие успехи в изучении сильно неравновесных систем, что вселяет надежду на возможное решение проблемы возникновения живого. [c.288]

Одно дополнительное замечание читатель, знакомый с учебниками по термодинамике, может припомнить чувство неудовлетворенности, возникающее при выводе уравнений, подобных уравнению (4-4.4), из-за некоторой расплывчатости соображений, касающихся обратимых и необратимых процессов, которые использовались где-то в ходе рассуждений. В последующем мы будем говорить о реальных процессах, которые являются необратимыми. Полученные соотношения относятся к области термодинамики необратимых процессов. Равновесные соотношения (или соотношения термостатики), а также соотношения линейной неравновесной термодинамики (типа соотношений Онзагера) можно получить как некоторые предельные случаи. [c.149]

Неравновесная термодинамика является сравнительно молодым и интенсивно развивающимся разделом теоретической физики. Она возникла в результате обобщения классической термодинамики на область малых отклонений системы от равновесия, когда проявляется линейная связь между причиной и следствием того или иного необратимого процесса, как например пропорциональность теплового потока градиенту температуры при теплопроводности. Начало построения термодинамической теории линейных неравновесных процессов принадлежит Л. Онзагеру (1931). В настоящее время эта теория получила статистическое обоснование и широко используется при изучении различных физических явлений. [c.7]

Формулировка и рещение задачи в рамках линейной неравновесной термодинамики состоит в следующем. Необходимо написать уравнение (8.22) для плотности потока через измеряемые на опыте величины, решить его для условий стационарного или нестационарного течения процесса, проанализировать решение и получить вытекающие из него следствия. Для этого необходимо вычислить обобщенные термодинамические силы определить, используя принцип Кюри, число перекрестных феноменологических коэффициентов, найти значение прямых и перекрестных коэффициентов. Существенную помощь при этом могут оказать свойства функции диссипации, рассмотренные выше. [c.204]

Пособие содержит традиционные (для своего названия) разделы, посвященные строению атомов и молекул, периодическому закону и Периодической системе элементов, природе химических связей, основным понятиям химической термодинамики и кинетики, химическому равновесию, обменным и окислительно-восстановительным процессам. Изложены также принципы и концепции, составляющие теоретический арсенал современной химии, теории неравновесных процессов от законов линейной неравновесности до концепций смены качества. [c.190]

Мы сталкиваемся здесь с задачами значительно более сложными, чем в линейной неравновесной термодинамике, и в то же время эта область явлений представляется крайне интересной в связи с важными приложениями в области гидродинамических, химических и особенно биологических явлений. Последнее связано с тем, что любой живой организм представляет собой пример открытой термодинамической системы, находящейся в крайне неравновесном состоянии — на границе клетки (не говоря уже о живом организме в целом) существуют боль-щие градиенты концентраций химических компонентов, температур, давлений, полей и т. д. В настоящее время термодинамика сильно неравновесных состояний представляет собой быстро развивающуюся область физики. Тем не менее, сделать в этом направлении предстоит еще немало, прежде чем можно будет говорить о более или менее стройном и законченном разделе термодинамики. [c.581]

Покажем теперь, что коэффициенты переноса — величины, имеющие решающее значение в линейной неравновесной термодинамике,— совершенно естественным образом выражаются через временные корреляционные функции. Связь между коэффициентами переноса и временными корреляционными функциями была впервые обнаружена М. Грином в начале 50-х годов ), и независимо от него безукоризненно строгим методом была получена Кубо в 1957 г. [c.314]

В отличие от равновесной термодинамики характеристики неравновесных систем изменяются со временем, а интенсивные параметры (плотность, температура, давление и т. д.) имеют, как правило, разные значения в различных точках системы, т. е. зависят от координат. Основную роль в теории необратимых явлений играют потоки различных физических величин энергии, массы или числа частиц, теплоты, импульса, энтропии, электрического заряда и т. д., которые отсутствуют в равновесных состояниях. Причины возникновения потоков получили формальное название сил. Это могут быть градиенты интенсивных параметров или связанные с ними величины. Обычно предполагается линейная связь между потоками и силами. Коэффициенты пропорциональности, входящие в эти соотношения, называются кинетическими коэффициентами. В общем случае они являются функциями от термодинамических параметров состояния системы. [c.216]

Собственно термодинамика как полная теория реальных необратимых процессов, протекающих во времени с той или иной скоростью, достаточно сложна и не может считаться завершенной. Следует отметить бурно развивающуюся в последнее время теорию диссипативных систем, далеких от равновесного состояния, получившую название синергетики (см., например, [51]), о которой говорилось при рассмотрении понятия энтропии. Тем не менее, некоторые частные случаи термодинамики необратимых процессов (неравновесной термодинамики), уже вошли в классическую термодинамику. В первую очередь речь идет о линейной неравновесной термодинамике. Рассмотрим основные положения линейной неравновесной термодинамики, в которой изучаются неравновесные процессы, близкие к равновесным. [c.286]

Взаимодействие электронов с внешним нолем учитывается в настоящем изложении путем составления и решения кинетического уравнения Больцмана, в которое электрическое, магнитное и температурное поля входят явным образом в качестве параметров. В идеальной периодической решетке электрон не испытывает сопротивления при движении однако примеси, колебания решетки и другие виды неидеальностей создают механизм рассеяния, который также должен быть учтен в уравнении Больцмана. Стандартным приемом является введение времени релаксации т, связанного со средней длиной свободного пробега I соотношением т = / V . Можно показать, что этот подход применим нри некоторых довольно ограниченных условиях и что результаты эквивалентны линейной неравновесной термодинамике. Для описания различных механизмов рассеяния, как показано в последующих задачах, используются различные предположения относительно времени релаксации т. [c.458]

НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ [c.337]

Неравновесная термодинамика. Линейный режим [c.338]

В этом разделе применим теорию линейной неравновесной термодинамики к процессу диффузии. Когда одновременно диффундируют несколько компонентов, то поток одного компонента влияет на поток другого. Производство энтропии в единице объема, вызванное многокомпонентной диффузией, равно [c.347]

Линейная неравновесная термодинамика 319-337 [c.453]

Основное уравнение неравновесной термодинамики (1.3) при использовании линейного закона и соотношений взаимности Онза-гера позволяет установить общие связи между кинетическими коэффициентами различных процессов переноса в рассматриваемой системе. [c.16]

Основные законы и уравнения термодинамики необратимых процессов были установлены в результате обобщения классической термодинамики и закономерностей известных линейных процессов. Помимо такого индуктивного пути возможен и другой путь изложения термодинамики необратимых процессов, при котором ее уравнения дедуктивно получаются из некоторого общего принципа как для неравновесных процессов общего типа, так и для процессов некоторого ограниченного класса. В механике и электродинамике такой путь хорошо известен. [c.16]

Основное уравнение неравновесной термодинамики (13.3) при использовании линейного закона и соотношений взаимности [c.265]

В 1967 г. И. Ф. Бахарева сформулировала общий вариационный принцип неравновесной термодинамики на основе аналогий с лагранжевой формой аналитической механики, справедливый как в линейной, так и в нелинейной области. [c.267]

Согласно общим феноменологическим соотношениям термодинамики неравновесных процессов каждый из потоков == + — / и / является линейной функцией обобщенных сил, т. е. [c.358]

В восьмой главе изложены основы неравновесной термодинамики. Охарактеризованы особенности термодинамического описания неравновесных процессов. Рассмотрен вывод уравнений баланса для экстенсивных термодинамических переменных. Изложены положения линейного варианта термодинамики необратимых процессов и некоторые его приложения к описанию химических реакций, теплопереноса, диффузии и перекрестных неравновесных процессов в растворах неэлектролитов. Рассмотрены возможности определения коэффициентов активности компонентов на основе совокупности термодинамических и кинетических свойств. [c.6]

Уравнение (7.177) представляет собой простейший пример уравнений линейного варианта неравновесной термодинамики описывающих пространственно-временную эволюцию макроскопических систем (см. гл. 8). [c.186]

Линейные феноменологические соотношения между термодинамическими силами и потоками. В термодинамике необратимых процессов (И. П. Базаров, 1983) применительно к системам с малыми неравновесностями используются следующие принципы. [c.38]

Уравнение (2.113) однородно по отношению к диссипативным потокам и диссипативным обобщенным силам. Оно справедливо только для состояний, близких к состоянию равновесия. Линейная связь потоков и обобщенных сил объясняет, почему теорию неравновесных состояний, принимающую в качестве исходного допущения это соотношение, называют линейной термодинамикой необратимых процессов. [c.159]

Указанные уравнения составляют основные феноменологические соотношения термодинамики необратимых процессов. Они справедливы для неравновесных состояний, незначительно отличающихся от состояний равновесия. В термодинамике необратимых процессов используются линейные соотношения между диссипативными потоками и обобщенными диссипативными силами одной тензорной размерности изменение энтропии системы во времени аддитивно по отношению к каждой из обобщенных сил и равно сумме произведений обобщенных диссипативных сил на соответствующие обобщенные потоки. [c.168]

Для перекрестных коэффициентов L, соотношения, аналогичные (178), известны в линейной области и определяются на основе положений неравновесной термодинамики [c.119]

В последние годы работами ряда авторов и прежде всего И. Пригожина и П. Гленсдорфа была развита термодинамика сильно неравновесных систем, в которых связь между термодинамическими потоками и силами перестает быть линейной, а также не выполняется соотношение взаимности Онзагера. [c.29]

Неравновесная термодинамика рассматривает процессы, при которых систе.ма проходит через неравновесные состояния. К nn jiy постулатов неравновесной термодинамики, называе.мой линейной, относятся соотношения Онсагера, характеризующие линейнуто связь между потоком и термодинамической силой в системе. Линейная неравновесная термодинамика рассматривает процессы, которые близки к равновесным. Таких процессов. много, но еще больше неравновесных процессов происходит в открытых систе.мах, далеких от равновесия. Дальнейшее развитие нелинейной неравновесной термодинамики открытых систем связано с именем бельгийца русского происхождения, лауреата Нобелевской премии И.Р, Пригожина. [c.65]

Как известно Де Гроот, Мазур, 1964), в линейной неравновесной термодинамике в качестве определяющих реологическга) соотношений, которые дополняют систему гидродинамических уравнений сохранения, применяются феноменологические соотношения необратимых процессов соотношения Онзаге-ра) [c.86]

Термодинамические потенциалы в линейной неравновесной термодинамике, экстремумы которых (минимумы и максимумы) соответствуют состояниям равновесия, к которому стремится термодинамическая эволюция, составляют для изолированной системы энтропию 5 для замкнутой с заданной температурой свободную энергию Р, для слабонеравновесных систем производство энтропии [c.331]

И. Пригожин и И. Стенгерс [4] выделили три последовательных этапа в развитии термодинамики, связанные с областями, отвечающих равновесным, слаборавновесным и неравновесным процессам. В равновесной области производство энтропии, потоки I и силы X равны нулю. В слабо равновесной области (линейная термодинамика) потоки (I) линейно зависят от сил (X), а в сильнонеравновесной области эта зависимость сложная. Кроме того, все необратимые процессы сопровождаются производством энтропии. [c.17]

Из сказанного выше следует, что основной постулат термодинамики необратимых процессов заключается в следующем в неравновесной термодинамической системе имеют место линейные соотношения между обобсценными потоками и обобш,енными силами одной тензорной размерности-, из этих линейных соотношений составляется выражение для изменения энтропии системы во времени. [c.340]

В неравновесной термодинамике [105 имеются две теоремы, позволяющие применять соотношения взаимности Онзагера также в том случае, когда между потоками или термодинамическими силами существуют линейные связи, как в рассматриваемом случае анодного растворения, состоящего из суммы [прямой и обратной полуреакций. [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...