ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потоки и производства обобщенных координат. Источники и стоки из "Термодинамика необратимых физико-химических процессов" Как известно, у непрерывных систем все интенсивные свойства являются с макроскопической точки зрения непрерывными и непрерывно дифференцируемыми функциями точки. Чтобы сохранить возможность использования при их описании термодинамических уравнений, полученных для однородных объектов, вводится гипотеза о так называемой локальной квазиравновесности. Согласно этой гипотезе, любая непрерывная система рассматривается как совокупность взаимодействующих друг с другом малых, но все еще макроскопических, однородных областей, для каждой из которых справедливы все уравнения, относящиеся к однородным системам. Строго говоря, при таком подходе зависимости интенсивных свойств непрерывной системы от пространственных координат должны изображаться ломаными линиями. Но если выделенные области, несмотря на их макроскопический характер, малы по сравнению со всей системой, то упомянутые зависимости без ущерба для точности описания могут быть заменены плавными кривыми. Этим достигается характерное для термодинамического метода крупнозернистое огрубление пространства [81. [c.70] Требование локальной квазиравновесности, к счастью, не является слишком жестким. Во всяком случае, оно заведомо выполняется, когда динамика переносов обобщенных координат в непрерывной системе определяется линейными феноменологическими уравнениями (см. разд. 1.28) и когда химические реакции являются не слишком быстрыми [5]. Благодаря этому перед термодинамическим методом раскрывается обширная область приложения, охватывающая практически все системы, в которых совершаются химические превращения и разного рода процессы, связанные с переносами обобщенных координат, например диффузия, термодиффузия, электроосмос и т. д., если только их интенсивность не слишком велика. Примерами очень быстрых процессов, нарушающих условие локальной квазиравновесности, могут служить турбулентное течение, взрыв, распространение ударных волн и др.г [6]. [c.70] Однако Не все потенциальные поля имеют и те и другие источники многие из них обладают либо только внутренними, либо только внешними источниками. Поясним это на конкретных примерах. [c.72] Если всюду УЦк.уд (О = 0. то самопроизвольный перенос массы данного компонента внутри системы невозможен. [c.73] Более строгий вывод этих уравнений будет дан в гл. 4, специально посвященной процессам в непрерывных системах. [c.74] Свойство сохраняемости теперь, очевидно, следует приписать полной энергии системы. Что касается ее составляющих и, пот и кин. то они не могут рассматриваться как сохраняемые величины. Разумеется, это не противоречит ранее сформулированному закону сохранения внутренней энергии, так как там понятия полной и внутренней энергий совпадают. [c.75] Потоки всех обобщенных координат могут быть положительными, отрицательными и равными нулю. Что касается возможных значений производств Рд , то этот вопрос требует более детального анализа. Если мы имеем дело только с обобщенными координатами системы в целом (например с ее массой т, электрическим зарядом д, объемом У), то в силу закона сохранения данных координат (1.4.3) их производства всегда равны нулю Рт = О, = О, Ру = 0), Исключение составляет лишь энтропия 5, для которой по второму закону термодинамики (1.19.11) производство либо больше, либо равно нулю ( 5 0). Но если мы вводим в рассмотрение обобщенные координаты типа д к (например массы т , электрические заряды 9к). характеризующие состояния компонентов— подсистем, то картина существенно меняется. Их производства уже могут принимать любые значения. Если 0 0), то говорят о наличии в системе источников (стоков) соответствующей обобщенной координаты. Ради краткости условимся использовать в дальнейшем один и тот же символ д для обозначения тех и других обобщенных координат, имея в виду, что у первых из них (кроме энтропии) источники и стоки отсутствуют, тогда как у вторых они имеются, и что энтропия обладает лишь источниками. [c.76] Отсюда видно, что при достижении изолированной системой стационарного, а значит, равновесного состояния источники и стоки обобщенных координат любой природы в ней исчезают. [c.78] Вернуться к основной статье