Производство энтропии внутреннее

Потери эксергии обычно подразделяют на внутренние, связанные с производством энтропии в контрольном объеме за счет необратимости процессов, и внешние, которые определяются эксергиями массовых и тепловых потоков, полезно не используемых вне контрольного объема (например, сбросного потока). Эксергетический к. п. д. можно, используя уравнение (7.36), представить как функцию потерь в отдельных стадиях процесса [c.240]

В процессах термолиза происходит непрерывная подача тепловой энергии к нефтяной системе, большая часть которой диссипирует в виде разрыва наиболее слабых межмолекулярных связей и испарения низкомолекулярных компонентов. Однако определенная доля вносимой энергии идет на увеличение внутренней энергии системы, которая, в конце концов, достигает критической величины. Тогда, во избежание разрушения, нефтяная система вынуждена осуществлять сброс этой энергии. Этот процесс является релаксационным и в некоторых случаях протекает почти мгновенно. Назовем его "быстрой диссипацией". Быстрая диссипация описывается теоремой Гленсдорфа-Пригожина, согласно которой открытая система в состоянии с максимумом энтропии всегда изменяет свое состояние в направлении уменьшения ее производства, пока не будет достигнуто состояние текущего равновесия, при котором производство энтропии минимально. Как правило, переход от максимума энтропии к минимуму ее производства означает формирование в системе новой структуры, обеспечивающей более эффективный механизм диссипации. Классическим примером этого является возникновение ячеек Бенара. [c.4]

Поэтому одноосная сила, действующая на релаксирующую цепную молекулу, зависит от изменения внутренней энергии и энтропии, в свою очередь вызванного изменением расстояния между ее концами, и от производства энтропии (которое всегда положительно). В дальнейшем будут исследованы эти три составляющие силы. [c.118]

Тогда скорость производства энтропии а за счет протекания внутренних необратимых процессов [c.299]

Очевидно, что условием устойчивости стационарного состояния является неравенство с1Р> О при любом возмущении внутренних переменных, значения которых определяются условием стационарности системы. Знак приведенного неравенства показывает, что любое отклонение от устойчивого стационарного состояния вызывает увеличение скорости производства энтропии. [c.342]

Как отмечалось, в области линейной неравновесной термодинамики стремление системы к стационарному состоянию характеризуется монотонным уменьщением скорости производства энтропии (или, что эквивалентно, скорости диссипации энергии) в результате внутренних необратимых процессов dP < 0. [c.354]

В общем случае необратимых процессов производство энтропии обусловлено как внутренними явлениями (химические реакции, релаксационные явления), так и явлениями переноса (электрического заряда, массы и т. п.). [c.310]

Из (1И. 41) понятен также смысл величины а, которую на--зывают производством энтропии. Как видно, производство энтропии есть скорость внутреннего изменения энтропии в данной точке в расчете на единицу объема. Эта величина играет важную роль в термодинамике. Поскольку (П1.41) справедливо при любом значении V, то [c.139]

В первых семи главах описаны наиболее простые фундаментальные механизмы процессов, возникающих в стационарных и нестационарных внешних течениях, вызванных переносом тепла и массы. Гл. 8 и 9 характеризуют более высокий уровень сложности, при котором учитывается влияние существенных или аномальных изменений физических свойств жидкости. В гл. 10 рассматривается смешанная конвекция во внешних и внутренних течениях. Гл. 11 и 12 посвящены неустойчивости, переходу и турбулентному переносу во внешних течениях. Гл. 13, в которой изучаются неустойчивые стратифицированные слои жидкости, является подготовительной для гл. 14, где рассматривается перенос в замкнутых и частично замкнутых емкостях. В гл. 15 обсуждаются внешние и внутренние течения в пористой среде. В гл. 16 представлены явления, связанные с поведением неньютоновских жидкостей. Наконец, в гл. 17 собрана информация о центробежных и других силовых полях, о влиянии хаотических воздействий и излучения, а также изучены сопутствующие эффекты и производство энтропии. [c.10]

В случае же стационарных неравновесных систем производство энтропии, как известно [13], минимально, а требование d5 = 0 сводится к требованию dp, = 0 (т. е. нет изменения свободной или, точнее, внутренней энергии) и diV = 0 (нет изменения числа частиц в каждой фазе), что фактически означает наличие зародыша определенного размера в контакте с другой фазой, (т. е. с обменом частицами). Эта ситуация в случае системы графит — алмаз усложняется тем, что для однокомпонентных систем [25] нет точки стабильного равновесия фаз, только метастабильное, так как к температуре равновесия изолированных фаз примыкает обл.асть, где двухфазная система термодинамически невыгодна из-за внутренних напряжений. В данной области превращения могут происходить при условии релаксации внутренних напряжений в основном за счет нарушения когерентности [25]. При этом повышается барьер превращения, хотя зарождение может происходить при малых отклонениях от равновесия. Таким образом, в случае твердотельных превращений требование равенства минимумов свободных энергий изолированных фаз еще ничего не означает, поскольку перехода, т. е. динамического равновесия, как такового, может и не быть. [c.305]

Закон сохранения полной энергии системы позволяет найти выражения для плотности o[s производства энтропии и плотности д диссипативной функции. Для этого необходимо сначала сложить плотности производств внутренней, потенциальной и кинетической энергий, определяемые равенствами (4.8.17), (4.9.16) и (4.10.12) соответственно, и на основании (4.11.4) результат приравнять к нулю [c.257]

Допустим, что все обобщенные потоки и обобщенные силы, входящие в выражения для производства энтропии или для диссипативной функции, обращаются в нуль при достижении системой состояния с нулевым производством энтропии. Этому условию отвечает либо подлинно внутреннее равновесное состояние системы, либо такое ее стационарное состояние при наличии внешнего поля, когда перенос всех обобщенных координат прекращается, хотя система и остается неоднородной. В таком случае упомянутые потоки и силы могут быть связаны линейными феноменологическими уравнениями типа (1.28.5). Если при этом можно гарантировать линейную независимость потоков и сил, то матрица феноменологических коэффициентов приобретает свойство симметрии, т. е. при этом выполняются соотношения Онзагера [c.310]

Полученные выше обычные соотношения термодинамики упругих деформаций относятся к любым равновесным процессам. Однако течение в принципе не является равновесным процессом, ибо оно всегда сопровождается необратимой диссипацией энергии, вследствие вязкого трения. Поэтому с термодинамической точки зрения основное отличие процесса развития больших упругих деформаций в текучих полимерных системах от аналогичного явления в сшитых эластомерах состоит в том, что при течении всегда имеет место необратимость явлений. Вследствие этого развитие высокоэластических деформаций сопровождается производством энтропии Ps, причем Ps > 0. Однако и в этом случае характеристиками термодинамического состояния системы остаются внутренняя энергия В и энтропия 5, отнесенные к единице объема материала. В общем случае эти термодинамические параметры — функции температуры Т и механических свойств системы, причем эти свойства зависят от упругих деформаций и напряжений, а также от скалярных структурных параметров, определяющих изменение состояния системы при деформировании. [c.109]

Перейдем теперь к обсуждению вопроса об устойчивости стационарных состояний. Если стационарное состояние системы нарушается в силу флуктуаций или вынужденных изменений внутреннего параметра, то условие стационарности dP = О или же dxP = О перестанет, вообще говоря, выполняться. Выясним, какой процесс начнется в этом случае. Для линейной системы производство энтропии в стационарном состоянии минимально, Р = min, так что всякое отклонение может лишь увеличить энтропию [c.188]

С позиций основного постулата термодинамики необратимых процессов о разделении приращения энтропии открытой системы на две независимые части удалось объяснить общие закономерности изменения энтропии в биологических системах. Было показано, что в стационарном состоянии скорость производства энтропии в ходе внутренних необратимых процессов в открытых системах достигает минимального положительного значения (теорема Пригожина). Эти результаты, однако, справедливы только вблизи равновесия в области линейной термодинамики . Именно здесь выполняются линейные соотношения между скоростями и движущими силами процессов, а также соотношения взаимности Онзагера. [c.5]

Показано, что изменение энтропии в системе, которая не находится в равновесии со своим окружением, содержит два вклада обменный и внутренний последний создается необратимыми процессами и потому неизбежно положительный. Предложен общий метод оценки скорости производства энтропии. [c.27]

Диссипативная функция и производство энтропии в двухфазной среде с фазовыми переходами. Используем предположение о локальном термодинамическом равновесии в пределах фазы, а также допущение об аддитивности внутренней энергии смеси и энтропии смеси по массам входящих в смесь фаз [c.36]

Рассмотрим диссипативную функцию для гетерогенно среды, т. е. функцию, дающую производство энтропии смеси для фиксированной массы среды за счет внутренних процессов. Аналогично (1.1.26) можно определить понятие субстанциональной производной энтропии смеси [c.36]

Другой пример — эмульсия масла в водном растворе какой-нибудь соли. Здесь наряду с парциальным давлением соли остаются неиспользованными для производства работы силы поверхностного натяжения. При неизменности энтропии и объема потенциалом этой системы, как и в предыдуш,ем случае, будет внутренняя энергия системы. [c.208]

Изменение энтропии системы AS в результате изменения ее состояния вследствие прохождения некоторого процесса называется энтропией соответствующего процесса для данной системы. При обратимых процессах эта величина определяется только такими стадиями, которые связаны с поглощением или выделением системой теплоты и не зависит от стадий, связанных с производством работы. Между тем изменение внутренней энергии AU в результате того или иного процесса между системой и средой согласно первому началу термодинамики складывается из теплоты и работы, которыми сопровождается прохождение процесса. Поэтому можно сказать, что если с понятием внутренняя энергия связано то общее, что присуще теплоте и работе, то с понятием энтропия связано то, чем они различаются. [c.36]

Регулирование и координация необходимы для сохранения и поддержания непрерывности процесса производства. Как известно, окружающая среда, внешние факторы (например, нарушение поставок сырья, вывоза или сроков оплаты готовой продукции и др.) оказывают иногда нежелательные воздействия на производство и выполнение стоящих перед предприятием задач. Еще большую потребность в регулировании и координации вызывают внутренние отклонения, обусловленные изменением выработки продукции на взаимосвязанных технологических процессах, изменением времени работы по каким-то причинам, изменением или нарушением качества полуфабрикатов. Поэтому регулирование призвано уменьшать энтропию, а координация — обеспечивать правильное соотношение субъектов управления. Регулирующая функция предполагает устранение возмущения или, если это невозможно либо нецелесообразно, передачу в плановый орган информации об отклонениях, требующих пересмотра программы. [c.286]

Первый член правой части показывает производство величины А в единицу времени за счет внутренних процессов (это производная А по времени, соответствующая внутренним процессам), а второй представляет поток А через поверхность. В применении к энтропии а[5] 0. [c.112]

Получим диссипативную функцию для среды, описываемой системой уравнений (1.58), функцию, описывающую производство энтропии смеси для фиксированной массы смеси за счет внутренних процессов. В отличие от изменения полной энергии среды Е, описываемого производной ОЕ1В1, изменение энтропии смеси, опи- [c.60]

Принимая условие локального раш овес я в пределах фазы и след я основным положениям механики гетерогенных срсд о понятии субстанциональной производной энтропии среды[2], можно получить выражение диссипативной функции или производства энтропии за счет необратимых внутренних процессов между фазами, которое обычно представляется в виде суммы проичве-дрнпн термодинамических сил на термодинамические потоки. Тогда выражение для диссипативной функции, связанной с межфазым переносом массы, принимает вид [c.235]

Увеличение и возможно под влиянием тепла 10, поступающего в систему извне, или за счет механической работы совершаемой над системой. Изменение энтропии можно представить в виде суммы слагаемых с1е8, равного йiQ/7, и внутреннего производства энтропии / 5, вызванного необратимыми процессами, типа релаксации напряжения или выделения тепла при трении. Следовательно, [c.117]

Возможность осуществления иерархического разделения процессов по скорости их осуществления фактически лежит и в основе теоремы о минимуме скорости производства энтропии в стационарном состоянии. Действительно, рассмотрим два сопряженных процесса, описываемых уравнениями Онзагера У, = L X + 12 2-J2 = 12 Х + 22X2- Очевидно, что возможность установления (ква-зи)стационарного режима лишь для одного из двух процессов, например 71 = О при 12 0, может иметь место только в ситуации, когда в исходной кинетической схеме стационарному процессу соответствует некое дифференциальное уравнение, описывающее скорость изменения значения быстрой внутренней переменной. [c.395]

Второй процесс с J 2 0 соответствует медленно меняющейся переменной, которая остается практически неизменной в пределах времени установления стационарного состояния по быстрой переменной. Это равносильно предположению о расслоении системы на две подсистемы с быстрыми и медленными переменными, т.е. предположению о двух масштабах времени. Разделение переменных на быстрые и медленные позволяет сократить в математических моделях исходное число дифференциальных уравнений и широко используется в химической кинетике под названием метода (квази)стационарных концентраций. Для систем, функционирующих вблизи равновесия, термодинамически это соответствует переводу (за счет быстро меняющихся переменных) по,цсистемы интермедиатов в стационарное состояние, в котором скорость производства энтропии минимальна. Иными словами, подсистема интермедиатов с быстро меняющимися переменными становится при этом подсистемой внутренних переменных, в то время как подсистема с медленно меняющимися переменными — подсистемой внешних переменных. [c.395]

Знак равенства соответствует равновесию (или обратимым процессам). Так как производство энтропии представляет только часть прироста энтропии, связанную с изменением внутреннего состояния системы, критерий (9.1) имеет вид неполного дифференциала. Однако, если существует термодинамический потенциал, ьеравеи-ство (9.1) можно преобразовать в полный дифференциал. Например, для системы при постоянных температуре и объеме из (5.20) следует, что производство энтропии становится полным дифференциалом [c.110]

Слагаемые правой части равенств (5.22) есть скорость потока энтропии deS/dt=Pf) и скорость приращения энтропии под действием внутренних неравновесных процессов (d /dt=Pf). Производство энтропии в от-крьп-ых системах под воздействием окружающей среды может быть поло-жите тьным Р >Щ - приток энтропии и отрицательным (Pf<0). [c.66]

Термодинамику гетерогенных систем жидкость — частицы можно одновременно рассматривать как на микро-, так и на макроуровне. Поскольку общие результаты исследования такого рода не должны зависеть от масштаба, в котором рассматривается явление, то, помимо чисто динамических аспектов теории, это дает возможность извлечения из нее дополнительной информации и подтверждает внутреннюю непротиворечивость предшествующего анализа. Сконцентрируем свое внимание на изотермических системах, для того чтобы скоррсть диссипации механической энергии соответствовала скорости необратимого производства энтропии. Более того, ограничимся далее слз чаем, когда частицы либо являются сферическими, 1 либо беспорядочно ориентированы. [c.53]

Здесь слагаемое pD s/Dt определяет приращение энтропии смеси за счет притока энтропии извне (external) из-за теплообмена с внешней средой, а определяет производство энтропии, или диссипативную функцию, за счет внутренних (internal) необратимых процессов (внутрифазных или межфазных). Диссипативная функция всегда неотрицательна и выражается через так называемые термодинамические силы (V, а термодинамические потоки /(,) [c.37]

Если d /dt <0 и dsS/dt >d,S/dt, то энтропия открытой системы уменьшается и dS/dt <0. Отрицательная величина dS/dt или приток отрицательной энтропии (негоэнтропии) соответствует потоку во внешнюю среду положительной энтропии и притоку извне питательных веществ с освобождением в системе заключенной в них свободной энергии. При этом эволюция системы определяется минимумом производства внутренней энтропии, в системе могут происходить процессы самоорганизации и возникать метастабильные высокоупорядоченные сложные структуры. Процесс идет от беспорядка к порядку (а не наоборот ), [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология