Равновесные и неравновесные состояния макросистем

Здесь рассматриваются только равновесные состояния макросистем. Существуют также неравновесные макросистемы, которые могут находиться в стационарных состояниях, характеризуемых условием (1.4.1), В этих состояниях условие (1.4,1) выполняется за счет постоянного подвода энергии извне в равновесном же состоянии такой подвод отсутствует несмотря на то, что обмен энергией со средой не исключается. [c.75]

Строго доказать правомерность сокращения описания, основываясь на уравнении Лиувилля, конечно, невозможно (так как неизвестен явный вид решений этого уравнения), но с физической точки зрения идея сокращения описания представляется вполне естественной. Так, например, хорошо известно, что в процессе релаксации многих неравновесных макросистем очень быстро устанавливается, как неоднократно указывалось, локальное равновесие, т. е. равновесие в подсистемах. При этом установление равновесия между различными подсистемами происходит значительно медленнее соответствующий этой стадии процесса релаксации макросистемы к состоянию равновесия набор секулярных величин представляет собой совокупность параметров, характеризующих равновесные состояния подсистем. [c.226]

Для этого сначала проведем качественное сравнение равновесной и неравновесной функций распределения. Как было показано в гл. 1, равновесную функцию распределения в общем случае можно найти, если известны условия взаимодействия рассматриваемой макросистемы с внешней средой. Иначе говоря, явный вид этой функции определяется лишь условиями взаимодействия макросистемы с внешней средой. Когда состояние макросистемы является неравновесным, подобного соответствия между видом функции распределения и внешними условиями, конечно, не существует. Приведем пример. Рассмотрим некоторую равновесную микросистему. Предположим, что, начиная с некоторого момента времени, условия взаимодействия макросистемы со средой резко изменились. В общем случае подобное изменение может привести к перераспределению энергии между макросистемой и средой, а также к протеканию других процессов, так что первоначально равновесное состояние макросистемы после изменения условий ее взаимодействия со средой перестает быть таковым. В результате процессов, обусловленных изменением характера взаимодействия макросистемы с внешней средой, состояние макросистемы будет непрерывно изменяться вплоть до достижения нового состояния равновесия, соответствующего изменившимся внешним условиям. [c.225]

Макросистемы бывают либо равновесными, либо неравновесными. Прежде чем дать строгое определение этим состояниям, введем понятие флуктуаций значений динамических функций. Под флуктуацией динамической функции А будем понимать разность [c.40]

Внешние воздействия препятствуют установлению равновесного состояния, поэтому рассматриваемые макросистемы, как правило, неравновесны [22]. Кроме того, в них могут находиться источники (или стоки) элементов, что приводит к изменению общего числа элементов макросистемы во времени. [c.46]

Следовательно, основной проблемой теории необратимых процессов является необходимость примирить необратимое поведение макросистем с обратимостью основных микроскопических уравнений движения. Под обратимостью микроскопических уравнений мы подразумеваем их инвариантность относительно операции обращения времени -- ). Возможны три способа описания процессов в макроскопических системах 1) использование уравнений движения микроскопических компонент системы (атомов, молекул, электронов или других микрочастиц), что дает полное описание макросистемы все уравнения такого типа обратимы 2) использование обычных феноменологических соотношений (например, уравнений гидродинамики достаточно для правильного описания неравновесного поведения многих жидкостей) уравнения такого типа неинвариантны относительна обращения времени 3) использование кинетических уравнений различного типа, примерами которых являются кинетические уравнение Больцмана и управляющее уравнение Паули (1928). Важным для нас свойством последних уравнений является то, что они предсказывают стремление неравновесной системы к равновесию при весьма общих начальных условиях. Однако лишь в простейших случаях можно сказать, каким образом происходит установление равновесия в системе. Например, для разреженного газа (слабое взаимодействие) уравнение Больцмана предсказывает монотонное приближение к равновесному состоянию, что отнюдь не обязательно для других систем (в особенности для систем с сильным взаимодействием). [c.36]

Установление равновесного распределения молекул по скоростям означает, что при т > Ткин в макросистеме возникает локальное равновесие. При этом для описания неравновесного состояния [c.241]

Обычная линейная феноменологическая неравновесная термодинамика применима к любой системе при условии, что система слабо неравновесна, т. е. находится вблизи состояния полного статистического равновесия. В ней не реализуется единая последовательная макроскопическая точка зрения. Наряду с аксиоматическим термодинамическим методом она суп ественно использует аргументацию на микроскопическом уровне, а именно то обстоятельство, что частицы подчиняются уравнениям движения механики (например, так выводятся соотношения Онзагера из инвариантности уравнений движения относительно обраш ения времени). Однако используется лишь суш ествование уравнений движения, а не конкретный вид гамильтониана. В неравновесной статистической термодинамике, которая в отличие от равновесной еш е находится в процессе развития и далека от своего завершения, вводится с самого начала описание системы с определенным гамильтонианом и используются уравнения движения. Поэтому здесь отчетливо выступает несколько завуалированное в обычной статистической термодинамике противоречие между обратимостью уравнений движения отдельных частиц и необратимостью поведения макросистемы. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология