Нелинейная термодинамика

Область неравновесной термодинамики относят к кинетической термодинамике [7], так как в необратимой нелинейной термодинамике функции состояния в строгом смысле этого слова отсутствуют. [c.18]

Мы изложим здесь основы как линейной, так и нелинейной термодинамики необратимых процессов и рассмотрим некоторые ее приложения. [c.7]

Это новое, далеко еще не завершенное физическое учение, получившее название нелинейной термодинамики, приводит к возможности спонтанного возникновения упорядоченных структур в различных сильно неравновесных открытых системах, т. е. к процессу их самоорганизации. [c.29]

Нелинейная термодинамика коренным образом изменяет статус второго начала термодинамики. Действительно, этот закон, как видим, определяет не только разрушение структур при необратимых процессах вблизи равновесного состояния, но и возникновение структур при необратимых процессах вдали от равновесия открытой системы. Отражая необратимость всех реальных процессов, второе начало выражает, таким образом, закон развития материи. Такое понимание второго начала термодинамики снимает кажущееся противоречие между этим законом о возрастании энтропии и беспорядка в замкнутой системе и теорией эволюции Дарвина о возникновении все более сложных и самовоспроизводящихся структур в живой природе. Заметим, что дело здесь не только в том, что живая система является открытой, поскольку вместе со средой она образует закрытую систему, энтропия которой также возрастает при усложнении живой системы. [c.281]

Дальнейшим развитием термодинамики необратимых процессов является нелинейная термодинамика сплошных сред, созданная работами К. Трусделла и его последователей [Л.1-8—1-10]. В ней рассматриваются явления переноса для любых материальных сред с нелинейными законами. [c.27]

Открытые системы разделяют на два типа близкие к равновесию и далекие от равновесия. В открытых системах, близких к равновесию, могут возникать термодинамически организованные структуры в сочетании с элементами неравновесности. Поведение открытых систем, далеких от равновесия, описывается уравнениями нелинейной термодинамики. [c.217]

В цикле работ И. Пригожина с соавторами (см., например, [37, 38]) развита термодинамическая теория образования упорядоченных (в пространстве или во времени) структур в макроскопических системах, далеких от равновесия. Эта теория была использована авторами для объяснения возможности существования и описания диссипативных структур в гидродинамических, химических и биологических системах. Попытаемся распространить принципы нелинейной термодинамики на процессы структурообразования при пластической деформации кристаллических твердых тел. Рассмотрим принципиальную схему такого подхода. [c.74]

С ПОЗИЦИЙ НЕЛИНЕЙНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ [c.89]

В данной главе сделана попытка представить процессы структурообразования при пластической деформации как способ существования кристаллического материала в интенсивном внешнем поле. При этом использован аппарат нелинейной термодинамики и показано, что образование субструктуры является процессом пространственной самоорганизации системы дефектов при учете возможности диффузии (пространственного перераспределения вещества). [c.100]

B. Д. Клюшников (1958) разрабатывал варианты теории пластичности с анизотропным упрочнением. А. А. Вакуленко (1959) предложил подход к теории упругопластических сред с точки зрения развиваемой им нелинейной термодинамики необратимых процессов. [c.393]

Интенсивные исследования нелинейных волн начались лишь в 60-е годы именно тогда родились нелинейная физика плазмы, нелинейные оптика и акустика, электродинамика, физика высоких энергий (включающая физику взрыва и ударных волн). Появилась нелинейная термодинамика, описывающая переходы в системах (в частности, химических и биологических), далеких от термодинамического равновесия. [c.14]

Книга представляет собой первую попытку изложения основных положений термодинамики необратимых процессов в форме тематически подобранных задач с решениями и указаниями. В нее включено более ста задач по общим и специальным вопросам линейной и нелинейной термодинамики необратимых процессов, по вопросам, охватывающим щирокий круг явлений переноса энергии, массы и импульса в термодинамических системах, осложненных фазовыми превращениями, вязким и пластическим движением среды, диссипацией энергии в газах и плазме, релаксационными явлениями и химическими реакциями в магнитном поле. [c.2]

В настоящее время как часть курса Термодинамика и статистическая физика он включен в учебные программы университетов. Наряду с этим он широко используется в ряде специальных дисциплин в теории переноса, механике сплошной среды, физике твердого тела, биофизике и других. Имеется уже обширная литература по термодинамике необратимых процессов, посвященная изложению ее феноменологических и статистических основ. Вместе с тем при изучении и активном овладевании термодинамикой необратимых процессов ее теоретическая схема лучше всего раскрывается в решениях конкретных термодинамических задач, когда наглядно проявляется одно из основных достоинств аппарата этого раздела теоретической физики — возможность изучения явлений в их взаимной связи. Поэтому настоящая книга была задумана с целью иллюстрации методов термодинамики необратимых процессов на основе тематически подобранных задач. Для этого в книгу включено более ста задач по общим и специальным вопросам линейной и нелинейной термодинамики необратимых процессов, а также по вопросам, охватывающим широкий круг явлений переноса энергии, массы и импульса в термодинамических системах, осложненных фазовыми превращениями, вязким и пластическим движением среды, диссипацией энергии в газах и плазме, релаксационными явлениями и химическими реакциями в магнитном поле. Книга содержит много оригинальных задач, возникших в связи с недавними исследованиями в различных областях физики. Большинство задач, и среди них задачи проблемного характера, даны с решениями, остальные приводятся с указаниями и ответами. К ряду задач даются комментарии, поясняющие историю и значимость соот- [c.4]

Известно, что состояния макроскопических систем, удаленных от термодинамического равновесия, не подчиняются описанию средствами линейной термодинамики, формализм которой справедлив лишь вблизи равновесных состояний. Исследование таких систем, направленное на установление зависимости между скоростью протекания необратимых процессов и термодинамическими силами в широкой кинетической области существования, составляет предмет нелинейной термодинамики необратимых процессов. Конкретными объектами ее приложений являются и химические реакции, и явления в высокоинтенсивных процессах переноса, и биологические системы. [c.122]

Книга является введением в современную механику сплошных сред. В ней изложена общая теория определяющих уравнений и термодинамики сплошных сред. Рассмотрена общая теория деформаций (нелинейный случай), построены модели гиперупругой среды и рассмотрены частные случаи модели пластической среды, вязкоупругость и теория течения вязких жидкостей. В приложениях приведен весь необходимый математический и термодинамический аппарат. [c.351]

Дальнейшее развитие неравновесной термодинамики связано с построением теории нелинейных процессов в сильно неравновесных системах. Несмотря на значительный прогресс, эта теория еще далека от завершения. [c.7]

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]

Этот вывод имеет также большое мировоззренческое значение. Известно, что стройно организованный окружающий нас мир религиозные идеологи объясняют его божественным сотворением. Синергетика показывает, как законы природы приводят к появлению определенного порядка в неупорядоченных системах и затем к усложнению и развитию образовавшихся упорядоченных структур. М. Эйгеном было показано, что в сложных сильно неравновесных системах возможно возникновение записи информации в виде некоторого кода, с помощью которого управляется самовоспроизведение образовавшихся структур. Развитие нелинейной термодинамики позволяет высказать гипотезу, как с точки зрения физики могла возникнуть жизнь. [c.30]

Общая теория процессов самоорганизации в открытых сильно неравновесных системах развивается в нелинейной термодинамике на основе установленного Гленсдорфом и Пригожиным универсального критерия эволюции. Этот критерий является обобщением принципа минимального производства энтропии на нелинейные процессы и состоит в следующем. [c.30]

Основным параметром неравновесной нелинейной термодинамики явмется изменение энтропии во времени (в классической термодинамике временной фактор не учитывается), именуемое производством энтропии Р = dS/df). [c.66]

В работах Засимчук и Исайчева [151, 152] предприняты попытки проанализировать процесс разрушения ячеистой дислокационной структуры с позиций нелинейной термодинамики. В связи с этим рассматривается эволюция равноосной ячеистой структуры с характерными тонкими и четкими границами ячеек размером 0,5- мкм (рис. 65,а), сформированной в поликристаллическом вольфраме чистотой 99,96% при прокатке с заданной степенью обжатия е = 3,9 [152]. Последовательное увеличение степени обжатия (е = 4,2 5,3 5,7 6,2) вызывает соответственно разрушение однонаправленных субграниц и появление участков локализации ПД (рис. 65, б) выгибание в направлении прокатки следов рассыпавшихся границ "ряби" (рис. 65, в) закручивание некоторых неразрушенных ячеек [c.91]

Имя И. Пригожина — одного из создателей неравновесной термодинамики — хорошо известно российским читателям по ранее переведенным егС> работам, Данная книга, написанная в соавторстве с П. Гленсдорфом, — первая в мировой литературе монография, посвященная вопросам нелинейной термодинамики необратимых процессов. В нее входит изложение основ классической неравновесной тери оди-намики, вариационного метода для нелинейных задач и их приложение к вопросам гидродинамической устойчивости, химическим реакциям и биологии. [c.222]

Нет сомнений, что поиск новых концепций совершенно необходим. Уже сам факт существования сильновзаимодействующих ансамблей дефектов, наличие крупномасштабных массоперемещений и участие поворотных каналов в явлениях переноса придают кристаллу новые качества. Так, вследствие появления дисклинационных компонент в континууме дефектов резко изменяется характер их взаимодействия. Возникают эффекты дальнодействия и кривизны, изменяется асимптотика полей микронапряжений. Необходимость соблюдения условий сплошности во фрагментированных объектах приводит к самосогласованному перемещению отдельных частей кристалла, инициирует мощные повороты вещества, вызывает специфические явления локализации и делокализации деформации. При определенных обстоятельствах самосогласованное перемещение элементов среды вообще осуществляется через новые каналы массопереноса (например, за счет потери ориентационной устойчивости или возникновения турбулентностей) или необычной реакции деформируемого кристалла на внешние воздействия (когда возникает структурный отклик, охватывающий сразу большие объемы материала). Это заставляет обращаться к изучению проблемы в рамках представлений нелинейной термодинамики из-за совершенно очевидной тен- [c.4]

Термодинамика необратимых процессов явилась основой эволюционных феноменологических теорий и продолжила путь к созданию синергетики и теории нелинейных динамических систем. Трудно выделить другой раздел теоретической физики, где бы темпы развития имели столь стремительный характер. Вместе с тем, осознание и закрепление учебного материала надежно реализуется лишь при решении конкретных задач и проблем. В этой связи издательство Удмуртский Университет предприняло повторное издание книги Термодинамика необратимых процессов в задачах и решениях как одной из немногих книг с подобной ориентацией содержания. Со времени первого издания книги издательством Наука , главнвя редакция физико-математической литературы, Москва, 1979 год прошло двадцать лет. Книга была оценена научной общественностью, а тираж ее быстро разошелся в читательской среде. Назрела потребность нового издания. Первоначально планировалось существенно дополнить материал книги в разделе Нелинейная термодинамика новейшими исследованиями из области диссипативных структур, самоорганизации и хаотической динамики, но в процессе работы мы отказались от этого замысла, поскольку это будет новая книга с ориентацией на компьютерные технологии. Поэтому второе издание практически повторяет первое издание книги, устранены лишь замеченные опечатки и неточности текста. [c.6]

Развитие аппарата нелинейной термодинамики идет по пути создания вариационных принципов, обобщающих принципы линейной теории на нелинейную область [9, 10] или рассматривающих новые вариационные формы [8, 11, 12]. В этой связи к настоящему времени наибольшее значение имеют принципы Био и Циглера и нелинейная и термодинамическая теория Глансдорфа—Пригожина, в которой дана вариационная формулировка нелинейных процессов на основе аппарата локальных потенциалов, являющихся выражением универсального критерия эволюции систем [12]. Поскольку принципы Био и Циглера, справедливые и для линейных и для нелинейных процессов, уже обсуждались ранее (гл. 2, 2), то здесь в необходимом объеме приводится только обзор положений теории Глансдорфа-Пригожина. Последняя возникла как обобщение принципа минимального производства энтропии на нелинейные процессы. Как оказалось, для описания систем, удаленных от состояния термодинамического равновесия, определяющую роль играет не производство энтропии, а скорость его изменения, названная производством избыточной энтропии. Так, если полное [c.122]

Долгое время считалось, что для нелинейных систем требуется применение законов неравновесной термодинамики. Г.П. Гладышев [2] развил подходы макротермодинамики, позволяющие использовать законы классической термодинамики для открытых систем путем введения принципа локального равновесия. В соответствии с этим принципом любая открытая система может быть представлена как квазизакрытая, в которой открытые подсистемы поме-uieHbi в термостат. Это позволяет для описания сложных систем применить уравнения классической термодинамики, используя представления о средней удельной энергии Гиббса (энергия Гиббса, отнесенная к локальному объему). [c.3]

Бахарева И. Ф. Нелинейная неравновесная термодинамика. Саратов Изд. Саратовск. ун-та, 1976. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...