Термодинамические поток и сила

Экстенсивными называются величины, аддитивные ио своей природе и определяемые в виде суммы в отдельных частях системы. Как правило, они зависят от массы системы. Все термодинамические нотенциалы являются экстенсивными величинами. Экстенсивные по своему характеру величины часто называют термодинамическими потоками 3. Интенсивными считают величины, которые в неравновесной системе стремятся к значению, одинаковому для всех частей системы при достижении равновесия. Как правило, они не зависят от массы вещества (температуры, скорости и т. д.). Величины, интенсивные по своему характеру, часто называют термодинамическими силами X. [c.38]

Термодинамические потоки /1 и /2 характеризуют скорости сопряженных процессов переноса массы, сорбции или химического превращения и могут быть представлены комбинацией линейных функций движущих сил [c.17]

Каждое слагаемое а. в сумме (1.62) есть произведение термодинамического потока на соответствующую движущую силу, так что относительно потоков и движущих сил сумма (1.62) представляет билинейную форму вида [c.58]

При наличии связей между термодинамическими силами X и термодинамическими потоками J величину p DS IDt) можно рассматривать как диссипативную функцию от X. На основе полученных соотношений можно предполагать линейные связи между потоками и движущими силами типа соотношений Онзагера [46, 47], частным случаем которых являются формулы [c.63]

Отметим еще раз, что полный поток переноса массы получен из соотношений между термодинамическими потоками и силами одинаковой тензорной размерности. В гетерогенной системе в неравновесных процессах участвуют только три силы градиент давлений (концентраций), градиент температур и вектор разности скоростей между несущей фазой и частицей. Именно наличие вектора разницы скоростей и определило теоретически закон Стефана. [c.67]

Первое слагаемое в (1.252) определяет приращение энтропии смеси за счет притока энтропии извне из-за обмена с внешней средой, остальные слагаемые определяют приращение энтропии смеси за счет необратимых процессов внутри фазы или между фазами, за счет агрегации частиц и представляют сумму произведений термодинамических сил на термодинамические потоки. [c.82]

Можно показать, что термодинамический поток частиц размером (объемом) ц, слипающихся с частицей размера г—р,, определяется через движущую силу агрегации (коагуляции), т. е. [c.84]

Каждое слагаемое в (2.193) представляет произведение термодинамических сил на термодинамические потоки. В устойчивом стационарном состоянии все движущие силы постоянны. Соотношение (2.193) запишем в виде [c.198]

При малом отклонении системы от равновесия справедливы линейные кинетические соотношения между термодинамическими потоками и силами [c.199]

Энергетические связи. Известно, что энергия (мощность) пропорциональна произведению движущей силы па поток где ei — движущая сила г-го необратимого процесса в системе, f — соответствующий термодинамический поток. [c.25]

Таким образом, термодинамический поток параметра соответствует скорости химической реакции, а термодинамическая сила соответствует текущему значению сродства этой реакции. Ниже (например, при вводе абсолютных значений упрощенных редуцированных констант скорости) скорость химической реакции будет нередко относиться, как это принято в химической кинетике, к числу актов превращений не во всей системе в целом, а в единице объема-, переход к параметрам, характеризующим всю систему в целом, не составляет при этом труда. [c.304]

Очевидно, что поток электричества а термодинамическая движущая сила [c.309]

Роль первого постулата термодинамики необратимых процессов играет предположение о локальном равновесии во всех частях изучаемой системы. Согласно этому предположению неравновесную систему можно представить в виде совокупности макроскопически малых элементов объема, к каждому из которых допустимо применять обычные термодинамические методы — указать для них локальную температуру, давление, вычислить энтропию и т. п. Это позволяет задавать для неравновесной системы поле термодинамических интенсивных параметров (обобщенных сил) с указанием значений этих параметров в окрестностях каждой точки изучаемой системы. Неравновесность системы выражается в том, что в полях термодинамических обобщенных сил будут наблюдаться потоки соответствующих им координат состояний. Такие потоки описывают применяемыми в физике непрерывных сред дифференциальными уравнениями переноса. Это усложняет математическое описание неравновесной системы по сравнению с ее описанием в классической термодинамике. Однако общие методы термодинамики необратимых процессов можно проиллюстрировать на достаточно простых примерах, не усложняя разбор физического смысла проблемы сравнительно сложным аппаратом математической физики явлений переноса. [c.283]

Для возникновения необратимого потока вновь образуемой поверхности при разрушении металла (раскрытие трещины или диспергирование) согласно общим законам термодинамики необратимых процессов необходимо существование термодинамической (обобщенной) силы, т. е. поддерживаемого градиента (или разности) значений термодинамической переменной состояния с обратным знаком, в данном случае — разности ее значений в начальном и конечном состояниях (— Аа), препятствующей обратному процессу. [c.132]

В правой части (11.31) есть диссипативные члены, связанные с термодинамическими потоками и силами, и два члена, возникающие от флуктуаций скорости, которые входят в (11.26) и (11.28). Пусть величина Г+ равна [c.155]

В основе термодинамики необратимых процессов лежит известное соотнощение, связывающее скорость приращения энтропии (13 с потоками и термодинамическими движущими силами XI, вызывающими эти потоки [19], [c.11]

Таким образом, этот закон учитывает наложение разных сил. Кинетические коэффициенты при фк показывают эс )фект взаимного наложения разных термодинамических движущих сил, а следовательно, разных потоков (например, изменение скорости процесса в результате изменения расстояния от равновесия и изменения градиента концентраций). [c.24]

Основным положением, из которого исходят при распространении термодинамики на необратимые процессы, является тот факт, что, согласно известным феноменологическим законам, описывающим явления переноса (теплопроводность, электропроводность, диффузия), связь между потоками тепла, электричества или массы с силами, обусловливающими эти потоки, линейна. В общем соотношение между скоростью течения (поток I) и термодинамическими движущими силами (обозначенными X), ответственными за него, можно описать в виде степенного ряда. Однако экспериментально показано, что в состоянии, близком к равновесному, достаточно учесть член, содержащий первую степень. В этом заключается суть линейного закона Онзагера, устанавливающего, что в термодинамических системах имеет место линейная феноменологическая связь между силой Х , действующей на компонент I, и вызванным этой силой потоком /,. [c.206]

Это объясняется не только увеличением градиента обш,его давления, но и влиянием термодинамической движущей силы электрического поля Е. Электродиффузионный поток влаги (а ро- ) увеличивает поток влаги, создает условия для более равномерного объемного испарения и тем самым повышает скорость сушки. [c.331]

При независимости потоков I = /, они вызываются только определяющими каждый движущими силами, например поток диффузии в изотермическом режиме — только градиентом концентраций. В общем случае потоки взаимосвязаны и феноменологические коэффициенты 1ц при / + / отражают наложение разных термодинамических движущих сил, например градиентов концентраций и температур при диффузии в отсутствие постоянной температуры. Взаимное наложение разных потоков и сил описывается выражениями [c.223]

Энтропия 5 изолированной неравновесной системы при необратимых процессах самопроизвольно возрастает. Увеличение энтропии можно рассматривать как причину возникновения потоков Сила Хг, термодинамически сопряженная с координатой х в изолированной системе, по определению, равна [c.182]

Теперь легко провести идентификацию термодинамических потоков и сил, входящих в правую часть (9.24), используя для этого стандартные приемы неравновесной термодинамики [43, 44], и тем самым получить полную систему образующих соотношений. Результаты, содержащиеся в (9.24), являются до некоторой степени знаменательными, так как появление членов дает простой и прямой способ введения понятия поверхности текучести, хотя до этого момента данное понятие нигде в теории не использовалось. [c.161]

Как только мы зададим е, мы сразу находим сг = (3е/ар , так что можно отождествить af с термодинамическими силами. Тогда соответствующие термодинамические потоки. [c.162]

Далее, принимая линейный закон связи между плотностью потока и термодинамическими движущими силами, для принятых нами условий получим следующее уравнение молекулярного потока массы [c.135]

В основе метода термодинамики необратимых процессов лежат два принципа линейный закон и соотношение взаимности Онзагера. Согласно линейному закону скорость V приближения системы к состоянию равновесия пропорциональна термодинамической движущей силе X, которая может быть выражена через градиент потенциала (удельный поток электричества пропорционален градиенту потенциала или напряженности поля, диффузионный поток пропорционален градиенту концентрации и т. д.). Линейный закон является обобщением эмпирических закономерностей, установленных для системы, состояние которой приближается к состоянию равновесия. Следовательно, линейный закон является экспериментальным законом и не имеет строгой теоретической основы. Однако, необходимо [c.9]

По характеру зависимости между потоками и силами неравновесная термодинамика делится на две части линейную и нелинейную. Первая изучает неравновесные процессы и состояния, удовлетворяющие линейным уравнениям движения, что обычно имеет место вблизи положения равновесия при небольших градиентах интенсивных параметров системы. Нелинейная термодинамика относится к неравновесным процессам и состояниям, которые находятся вдали от положения равновесия, характеризуются значительными градиентами и описываются более сложными соотношениями. Л. Онсагер сформулировал постулат, названный принципом симметрии кинетических коэффициентов L j), или соотношением взаимности, который позволяет существенно упростить матрицу коэффициентов и тем самым облегчить задачу нахождения последних. Принцип Онсагера утверждает равенство недиагональных кинетических коэффициентов при соответствующем выборе потоков и термодинамических сил в линейных соотношениях, т.е. L j = Lj . Эти равенства, обоснованные Онсагером с помощью статистической теории, предполагают, что неравновесные системы наделены следующим свойством если на поток 1 соответствующий необратимому -му процессу, влияет термодинамическая сила Х , то на поток сила Х, оказывает воздействие с тем же пере- [c.444]

Последние два члена в (1.396) характеризуют производство энтропии за счет дробления кристаллов и представляют произведение термодинамических сил дробления на термодинамические потоки частиц за счет дробления. Выпишем потоки (т)А(г)йг — поток частиц размера (объема) г, разрушившихся за счет соударения кристалл — перемешиваюшее устройство -[ (у)А у)В(г у)Х [c.109]

В разд. 1.1 полученр соотношение для возникновения энтропии в виде суммы произведений термодинамических сил на термодинамические потоки. Пусть все движущие силы постоянны в ходе процесса кристаллизации, причем движущая сила роста испытывает случайные флюктуации. Тогда изменение возникновения энтропии [c.262]

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]

Исходя из термодинамической точки зрения, эффективность технологического процесса можно увеличить как за счет повышения движущих сил, увеличивая термодинамические потенциа , так и за счет снижения сопротивления обобщенным термодинамическим потокам, применяя внешние и внутренние макро- и микроскошческие воздействия. Практически это реа шзуется двумя путями 1) режимно-технологическим, 2) аппаратурноконструктивным. Первый путь состоит в рациональном подборе механизма, маршрута и последовательности физико-химических превращений для пол> чения конечного продукта. Второй путь состоит в создахши высокоэффективной конструкции технологического аппарата для реализации данного физико-химического превращения. [c.44]

На основании данных уравнений, гипотезы о локальном термодинамическом равновесии в пределах раз и соотношения Гиббса была загшсана диссипативная функция - производство энтропии гетерогенной среды, представляющая собой с тиму произведений термодинамических сил на термодинамические потоки. [c.148]

Развитие термодинамики сильнонеравновесных систем, в которых связь между термодинамическими потоками и силами перестает быть линейной, а также не выполняется соотношение взаимности Онзагера, было начато в основном работами И.Пригожина и П.Гленсдорфа (1954 г.). При наличии сильной нелинейности во взаимосвязи термодинамических параметров в таких системах в ряде случаев возможна, как будет показано, неравновесная самоорганизация сильнонеравновесных открытых систем за счет спонтанного возникновения упорядоченных структур. [c.349]

В термодинамике необратимых процессов Ларе Онзагер сформулировал следуюшее положение при небольших отклонениях от равновесия термодинамический поток можно представить в виде линейной комбинации термодинамических потоков и термодинамических движущих сил, т. е. [c.24]

При исследовании влияния конечной скорости рекомбинации атомов на каталитической поверхности в аэрокосмических приложениях необходимо решать уравнения обтекания с соответствуюш,ими граничными условиями. Исследуемые течения, как при полете тел в атмосфере, так и в экспериментах, соответствуют режиму континуального течения (Кп С 1), которое описывается системой уравнений Навье-Стокса. Эти уравнения можно получить феноменологически, если предположить линейную зависимость векторов термодинамических потоков от термодинамических сил [173], либо методами кинетической теории газов, решая уравнения Больцмана [174]. Появление в смеси при достаточно высоких температурах ионизованных компонентов при выполнении условия квазинейтральности и отсутствия заметного внешнего магнитного поля принципиально не меняет структуры уравнений Навье-Стокса. Исключение электрического поля с использованием условия квазинейтральности и пренебрежением индуцированным за счет движения зарядов магнитным полем приводит к уравнениям, по виду совпадаюгцим с уравнениями для смеси элек- [c.158]

Таким процессом, например, является диффузия неэлектролитов в двухкомпонентных смесях при постоянной гемпе-ратуре. Оба компонента диффундируют в направлении отрицательного градиента химического потенциала (в противоположных направлениях), и термодинамические движущие силы определяются комбинированным действием двух градиентов химического потенциала. При постоянных температуре и давлении, выражая поток массы в г-см-2.с- и относя его к такой плоскости в диффузионной системе, для которой результирующая диффузия в двух противоположных направле- [c.209]

В последние годы работами ряда авторов, и прежде всего И. Пригожина и П. Гпенсдорфа, была развита термодинамика сильно неравновесных систем, в которых связь между термодинамическими потоками и силами перестает быть линейной, а также не выполняются соотношения взаимности Онсагера Это новое, далеко еще не завершенное физическое учение, получившее название нелинейной неравновесной термодинамики, приводит к возможности спонтанного возникновения упорядоченных структур в различных сильно неравновесных открытых системах, т. е. к процессу их самоорганизации. [c.280]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология