ОСНОВЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

П. П. Золотаревым и В. Н. Николаевским [6] рассмотрены уравнения массы, импульса и энергии фаз в водонасыщенном грунте, представляющем смесь жидкости и упругого скелета, с учетом сжимаемости обеих фаз. В этой же работе разбираются основы неравновесной термодинамики таких сред, когда температуры фаз могут не совпадать друг с другом. [c.27]

ОСНОВЫ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ [c.7]

Последние главы посвящены основам неравновесной термодинамики. [c.13]

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]

Другими словами, зарождение пластического сдвига есть локальный кинетический структурный переход, который может происходить только в локальной зоне кристалла за счет производства энтропии. Указанное структурное превращение принципиально отличается от термодинамического структурного фазового перехода и должно описываться на основе неравновесной термодинамики. [c.41]

Выражение (15.5.12) для производства энтропии лежит в основе неравновесной термодинамики. Оно показывает, что производство энтропии имеет билинейную форму по силам и потокам Ja [c.332]

В нашем курсе рассмотрение неравновесных систем начинается с термодинамического описания. Это, во-первых, позволяет выявить основу тех общих проблем, которые потом подробно обсуждаются в курсе, и, во-вторых, соответствует методологическому принципу постепенного перехода от простого к более сложному методу познания в процессе изучения предмета. Такое построение курса обусловлено также большими успехами, достигнутыми в последние годы неравновесной термодинамикой, которые вселяют надежду на возможное решение проблемы возникновения живого. [c.5]

Книга состоит из трех частей в первой части излагаются теоретические основы термодинамики во второй — ее приложения в третьей — введение в неравновесную термодинамику. [c.7]

В нашем курсе излагаются основы термодинамики необратимых процессов в обоих случаях неравновесных систем. Рассмотрим здесь исходные положения неравновесной термодинамики. [c.255]

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]

ОСНОВЫ НЕЛИНЕЙНОЙ НЕРАВНОВЕСНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ [c.280]

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]

Книга полезна студентам и аспирантам, поскольку в ней на основе современных принципов научного направления Синергетика, описывающего эволюцию открытых систем с позиций неравновесной термодинамики, обобщены представления о закономерности развития трещин в металлах. Наконец, книга может быть полезна для общего образования людей, которые не связаны непосредственно с анализом процессов разрушения, но хотят составить свое представление об уровне обеспечения их безопасности полетов на ВС, в которых допускаются такие повреждения, как распространяющиеся усталостные трещины, но предусмотрено их своевременное выявление до достижения элемента конструкции предельного состояния. [c.17]

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

В металлургии и материаловедении уже давно используется технология получения материалов в неравновесных условиях, однако теоретические основы управления структурой и свойствами материалов до настоящего времени базируются главным образом на принципах равновесной термодинамики. Рассмотренные в данной главе подходы синергетики являются методологической основой для решения проблем материаловедения с использованием законов неравновесной термодинамики. [c.9]

В неравновесной термодинамике показано открытая система (таковой является деформируемый материал) способна к саморегулированию с уменьшением энтропии, т. е. она формирует каналы диссипации энергии (структурные уровни), закачиваемой в нее извне. Следовательно, в основе формирования структурных уровней деформации лежит разбиение области неоднородной деформации на подобласти с однородным ее распределением внутри и изменением от одной подобласти к другой. [c.213]

Мы не ставим себе цель исследовать релаксационные процессы в системе в целом. Решение этих вопросов — это сложная задача математической физики (или вычислительной математики). Нельзя не отметить, однако, что с физической точки зрения в основе этих процессов лежат элементарные процессы диффузии, теплопроводности и т.д., определяющиеся теми же значениями коэффициентов переноса, которые фигурируют в упомянутой выше общей задаче. В связи с этим становится понятным, почему в задачах неравновесной термодинамики обычно рассматривают такие реализации неравновесных процессов, для рассмотрения которых не возникает необходимости в постановке краевой задачи математической физики. [c.202]

Общую феноменологич. теорию П. я., применимую к любой системе (газообразной, жидкой или твёрдой), даёт термодинамика неравновесных процессов. С 1950—60-х гг, теория П. я. интенсивно разрабатывается на основе неравновесной статистич. механики. [c.528]

Буссинеск, 1977), то обе процедуры осреднения совпадают. В то же время, использование осреднения (3.1.5) для ряда пульсирующих термогидродинамических параметров в случае сжимаемого многокомпонентного газового континуума в значительной степени упрощает запись и анализ осредненных гидродинамических уравнений Ван Мигем, 1977 Маров, Колесниченко, 1987). Кроме того, оно удобно по той причине, что экспериментальные исследования турбулентных течений, проводимые традиционными методами, приводят, по-видимому, к измерению как раз именно этих средних значений (подробнее см., например, Компаниец и др., 1979)). Отметим, что на возможность использования средневзвешенных параметров потока при моделировании турбулентного движения однородной жидкости с переменной плотностью указывалось и ранее Ван Драйст, 1952) позднее подобный подход к описанию многокомпонентных химически активных сплошных сред на основе неравновесной термодинамики был реализован в работе Колесниченко, 1980). [c.118]

Квазитермодинамическая теория флуктуаций явилась основой развития термодинамики необратимых процессов. Она позволяет рассматривать флуктуации в системе как флуктуацию ее термодинамического состояния, т. е. как переход системы из равновесного состояния в неравновесное. Это неравновесное состояние системы представляется (как это мы делали в 26 при обсуждении термодинамической устойчивости) как новое равновесное ее состояние с большим числом параметров bi,..., bk и соответствующих им фиктивных сопряженных сил Ai,...,Ak, удерживающих систему в равновесии. [c.298]

В седьмой главе изложена теория флуктуаций термодинамических величин в равновесных системах и рассмотрены ее приложения к обоснованию фундаментального положения неравновесной термодинамики — соотношений взаимности Онзагера. Представление о флуктуациях выходит за рамки классической равновесной термодинамики, и в учебных пособиях по термодинамике теория флуктуаций обычно не излагается. Теория флуктуаций использует как положения классической термодинамики, так и выводы статистической механики. В связи с этим изложены некоторые положения классической равновесной статистической механики Гиббса и на их основе дан вывод формулы Больцмана для расчета флуктуаций термодинамических величин в изолированных системах и далее — в открытых системах, обменивающихся с окружающей средой энергией и веществом. Рассмотрены условия термодинамической устойчивости систем по отношению к непрерывным изменениям параметров состояния и их взаимосвязь с флуктуациями термодинамических переменных. Получены выражения для средних квадратов флуктуаций основных термодинамических величин. Проанализированы границы применимости термодинамической теории флуктуаций особое внимание уделено предположе- [c.5]

В термодинамике стационарных необратимых процессов соотношения, полученные классической термодинамикой, обобщаются на неравновесные системы. Термодинамика необратимых процессов начала интенсивно развиваться начиная с 30-х годов, после известных работ Онзагера, и в настоящее время неравновесную термодинамику можно рассматривать как вполне сложившуюся физическую теорию. Однако неравновесной термодинамике свойственны Т1 же недостатки, что и всякой феноменологической теории, в которой не рассматриваются конкретные модели взаимодействия частиц — соотношения термодинамики необратимых процессов содержат некоторые величины (кинетические коэффициенты), нахождение которых связано с использованием либо кинетических уравнений, либо эксперим1Шта. Поэтому далее мы кратко изложим лишь основы классической термодинамики. Более подробно термодинамика изложена, например, в книге [6]. [c.30]

Совокупность физико-химических процессов в механизме процессов трения и изнашивания, обусловливающая изменение энтропии трибосис-темы и диссипацию энергии окружающей средой, может быть описана с помощью законов неравновесной термодинамики с учетом термодинамических сил и потоков, характерных для каждого из одновременно протекающих в системе процессов. На основе этих положений при использовании результатов исследования физико-химических процессов в паре трения металл-полимер одним из авторов данной работы разработаны механизм структурно-энергетической самоорганизации при трении и изнашивании и термодинамическая модель металлополимерной трибосистемы [6], которые будут рассмотрены ниже. [c.114]

Результаты исследований позволяют объяснить эффект безызнос-ности на основе законов неравновесной термодинамики и теории образования структур при неравновесных процессах. Согласно термодинамике неравновесных процессов новые структуры могут появляться в природе в тех случаях, ко1 да выполняются следующие четыре необходимых условия I) система является термодинамически открытой, т.е. может обмениваться веществом и (или) энергией со средой 2) динамические уравнения системы нелинейны 3) отклонение от равновесия превышает критическое значение 4) микроскопические процессы происходят коопе-рированно (согласованно) (59, 71] Названные условия могут быть реализованы в некоторых трибосистемах, которые при определенных условиях обладают свойствами открытых термодинамических систем, а микроскопические физико-химические процессы при трении происходят коопериропанно и ведут к возникновению и самоорганизации структур, связанных с производством отрицательной энтропии и увеличением упорядоченности системы. Установлено, что свойства открытой термодинамической системы и самоорганизация структур присуп и трибо-системам в условиях избирательного переноса при трении, [c.142]

Обобщение У, о. к. В неравновесной термодинамике имеет место принцип минимума производства энтропии в стационарном состоянии Прнгожта теоре.ма), согласно к-рому а(г)>сг ац, где астац —производство энтропии в стационарном состоянии, а а (г) — производство энтропии Б неустановившемся (текущем) состоянии. Этот результат доказан для линейных термодинамич, систем общее доказательство для нелинейных систем отсутствует. На основе неравенства (6) предлагается сформулировать общий принцип минимума производства энтропии в процессах самоорганизации следующим образом. [c.230]

Примером материалов подобного типа являются сплавы с памятью формы (или сверхупругие сплавы). В них структурным элементом, служащим обратной связью, является термоупругий мартенсит. При деформации сплава подводимая энергия расходуется на мартенситное превращение, а при снятии нагружения ввиду обратимости превращения она диссипируется. Созданные сплавы с памятью формы составляют основу для получения на базе неравновесной термодинамики неуставаемых материалов, способных бесконечно долго работать в условиях циклических нагрузок. [c.542]

Свое исследование макроскопических уравнений мы начнем отнюдь не с самого простого случая. Именно, прежде всего изучим эволюцию той величины, которая составляет основу неравновесной термодинаьшки. Свойство, которое мы собираемся установить здесь, действительно является краеугольным камнем любой макроскопической теории речь идет о выводе второго закона термодинамики. Как известно, второй закон термодинамики непосредственно связан с понятием необратимости. Этот закон гласит, что существует такая функция состояния — энтропия, которая не сохраняется. Более того, в ходе спонтанной эволюции изолированной системы эта фзщкпдя может лишь возрастать во времени в результате необратимых процессов, идущих в системе. Возрастание прекращается только тогда, когда система приходит в равновесное состояние при этом энтропия достигает максимума. При локальной формулировке скорость изменения плотности энтропии S (х t) выражается уравнением баланса типа (12.1.19) [c.55]

Причина столь резких высказываний связана с тем, что квантовая механика в течение длительного времени развивалась без привлечения подходов физики. Можно сказать, что И. Пригожин открыл дверь из тюрьмы. Квантовая теория И. Пригожина базируется на междисциплинарном подходе к анализу сложных систем микромира, включающем рассмотрение эволюции систем на основе объединения достижений неравновесной термодинамики (неравновесные физико-химические процессы), физики (механизм необратимости процесса), математики (условия интегрируемости и не интегрируемости функций), механики (нелинейный резонанс) и др. Это позволило дать единую формулировку квантовой теории, с учетом того, что как в классической, так и в квантовой механике, существуют описания на уровнях траекторий, волновых функций или статических распределений (распределение вероятности). Когда речь идет о том, что система находится в определенном состоянии, с точки зрения классической механики, это состояние отвечает точке в фазовом пространстве, а в квантовой теории - это волновая функция. В перовом случае мы имеем дело с макромиром, а во втором -с микромиром (наномиром), для которого каждому значению энергии частицы соответствует определенная частота колебаний (о [c.66]

Наиболее полная попытка феноменологического вывода определяющих соотношений (включая соотношения Стефана-Максвелла для многокомпонентной диффузии) для неидеальных многокомпонентных сплошных сред была предпринята в работе Колесниченко, Тирский, 1976). Определяющие соотношения, полученные в этой работе, по структуре тождественны аналогичным соотношениям, выведенным методами газовой кинетики в широко цитируемой до настоящего времени книге Гиршфельдера, Кертисса и Берда Гиршфельдер и др., 1961). Однако в этой книге приняты весьма неудачные определения коэффициентов многокомпонентной диффузии (как несимметричных по индексам величин) и коэффициентов термодиффузии, не согласующиеся с соотношениями взаимности Онзагера-Казимира в неравновесной термодинамике Де Гроот, Мазур, 1964 Дьярмати, 1974). Этот эмпирически установленный принцип взаимности (который может быть выведен также на основе методов статистической механики), носит фундаментальный характер и может быть назван четвертым законом термодинамики (третий закон о недостижимости абсолютного нуля температуры не обсуждается в этой книге). По этой причине соответствие коэффициентов молекулярного обмена принципу взаимности Онзагера- [c.85]

Принцип Онзагера. Прежде чем применить формализм неравновесной термодинамики непрерывных сред к описанию процессов тепло-массопереноса в ламинарном (а далее и в турбулентном (Гл. 5)) потоке многокомпонентной смеси, обсудим очень кратко сущность тех основных постулатов, которые лежат в основе теории и могут быть практически использованы при термодинамическом анализе любого необратимого процесса (протекающего, в том числе, и в турбулизованном континууме). [c.86]

Прежде чем применить формализм неравновесной термодинамики сплошных сред к описанию процессов тепло- и массопереноса в турбулентном потоке многокомпонентной сжимаемой смеси, сформулируем еще раз сущность тех основных постулатов, которые лежат в основе теории и могут быть практически использованы при термодинамическом анализе любого необратимого процесса, в том числе и для турбулизованного многокомпонентного континуума Це Гроот, Мазур, 1964) [c.210]

ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ, термодинамические системы, к-рые обмениваются с окружающей средой в-вом, а также энергией и импульсом. К наиболее важному типу О. с. относятся хим. системы, в к-рых непрерывно протекают хим. реакции (извне поступают реагирующие в-ва, а продукты реакций отводятся). Биол. системы, живые организмы можно также рассматривать как открытые хим. системы. Такой подход к живым организмам позволяет исследовать процессы их развития и жизнедеятельности на основе законов термодинамики неравновесных процессов, физ. и хим. кинетики. [c.506]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...