ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Постановка задачи из "Термодинамический расчет высокотемпературного газа" Определить состав и температуры компонентов можно как термодинамическим, так и статистическим методами. Термодинамический метод, как отмечалось выше, является феноменологическим. [c.14] В отличие от этого статистический метод более строгий, но и более громоздкий. Для его использования необходимо отчетливо представлять себе физическую картину внутренних процессов. Однако противопоставлять эти два метода не следует, так как они дополняют друг друга. Это позволяет решать многие задачи без использования эмпирических уравнений состояния, поскольку получение этих уравнений требует экспериментов, которые зачастую трудно осуществить. Еще одним аргументом в пользу термодинамического подхода к решению задачи является тот факт, что совре- менная теория двигателей оперирует термодинамическими параметрами и термодинамическими соотношениями. [c.15] Теперь остановимся на вопросе, почему термодинамический метод в применении к газовому разряду вызывает опасения Основным доводом, очевидно, является наличие температурного расслоения в системе, поскольку до сих пор встречающиеся в термодинамике системы обладали свойством изотермичности. Расслоение же, как было выяснено выше, может существовать лишь при взаимодействии системы с окружающей средой, т. е. в системе, являющейся принципиально неравновесной. Однако для термодинамического описания системы опасен не сам факт взаимодействия, а то влияние, которое оказывает это взаимодействие на состояние системы. [c.15] Это можно пояснить следующим образом. Термодинамический метод оперирует с внутренними и внешними параметрами системы, При термодинамическом равновесии имеет место полное соответствие между внешними и внутренними параметрами. В случае взаимодействия состояние системы будет зависеть от величины и вида взаимодействия. Внутренние параметры будут являться функциями не только внешних параметров и энергии, но и функцией взаимодействия системы. [c.15] Ограничение величины взаимодействия даст возможность использовать термодинамический метод для описания системы и вместе с этим оставить и учесть расслоение. Безусловно расслоение зависит от величины взаимодействия системы. Однако можно ожидать, что при ограниченном взаимодействии все же будет ощутимое расслоение, величина которого не должна быть определяющей при использовании термодинамического метода описания той или иной системы. [c.15] Процессы газового разряда относятся к числу термодинамически необратимых. В настоящее время довольно хорошо разработан метод термодинамики необратимых процессов [6], который базируется на принципе локального равновесия. Термодинамика необратимых процессов занимается нахождением феноменологических соотношений между величинами, характеризующими всякого рода взаимодействия, т. е. занимается переносными процессами во взаимодействующих системах. [c.16] Задачи, стоящие перед нами, несколько иные. Нас интересуют в данной работе не переносные свойства в разряде, а нахождение таких параметров, как концентрация частиц, температуры компонентов газового разряда и т. д. Взяв в качестве неизвестных величин температуры компонентов, мы, с одной стороны, отошли от термодинамики необратимых процессов, поскольку она интересуется потоками, а не параметрами, с другой стороны, поскольку температуры компонентов могут существовать лишь при наличии взаимодействия, мы должны рассматривать нашу систему как ква-зиравновесную, которая отличается от ранее рассматриваемых наличием новых параметров. [c.16] Выше указывалось, что только термодинамическим методом нельзя решить задачу. Требуются либо эмпирические соотношения, либо соотношения, получаемые на основе статистического рассмотрения задачи. Для нас наиболее приемлемым является статистический подход. Правомерность совместного использования результатов термодинамики и статистической физики базируется на одном из основных принципов статистики макроскопическое значение любой физической величины равно ее математическому ожиданию. Математическое ожидание может быть рассчитано на основе знания статистического распределения частиц. В состоянии термодинамического равновесия макроскопическое значение любой физической величины остается постоянным как угодно долго. Отсюда следует, что средневременное значение физической величины равно ее среднестатистическому значению, т. е. что с помощью статистики можно отыскивать термодинамические величины. [c.16] Вернуться к основной статье