books.originweb.info добавить в избранное :: сделать стартовой :: рекомендовать другу  
 книга
cейчас: 20:19, вторник, 27 июня 2017 г.
Научно-образовательный портал 
Второе начало термодинамики. Неравновесные процессы

Рассмотрим изолированную систему, не обменивающуюся с внешней средой ни энергией, ни веществом. Для описания такой системы Рудольф Клаузиус ввел некую функцию S-энтропию, которая монотонно возрастает до тех пор, пока не достигает своего максимального значения в состоянии термодинамического равновесия. При этом ее изменение во времени должно быть таким, что

eq_1

Для незамкнутой системы в приращении dS следует различать два члена: eq_2 , описывающий перенос энтропии через границу и eq_8, описывающий энтропию, произведенную в системе. Согласно второму началу термодинамики производство энтропии внутри системы положительно:

eq_3.

Это соотношение позволяет сформулировать различия между обратимыми и необратимыми процессами, так как вклад в производство энтропии дают только необратимые процессы.

Рассмотрим теперь смысл приращения энтропии на молекулярном уровне. Следует отметить, что Людвиг Больцман первым ввел понятие энтропии как меры молекулярного хаоса, а ее возрастание связал с дезорганизацией системы. Для уяснения сказанного рассмотрим ящик, разделенный на два равных по объему отделения. Тогда число способов Р, которыми N молекул можно разделить на две группы из N1 и N2 молекул, равно

eq_4

P называют числом комплексов, а энтропия системы будет

eq_5

k - универсальная постоянная Больцмана. Отсюда следует, что приращение энтропии соответствует возрастанию молекулярного хаоса, что означает увеличение числа комплексов. Или, другими словами, - энтропия есть логарифм числа допустимых состояний системы. Конечно, в общем случае, она может зависеть от различных независимых переменных.

Рассмотрим неравновесные процессы, происходящие в изолированной и закрытой системе, которые протекают таким образом, что eq_6 при eq_7. Физически это обеспечивается разностью уровня какого-либо термодинамического свойства: разностью температур или потенциалов, различием граничных условий и т.д. Если система не изолирована, то неравновесный процесс возможен в условиях постоянного изменения энтропии eq_9. Причем, значения постоянных определяют граничные условия, а сами неравновесные процессы будут стационарными. Общее производство энтропии в этой ситуации можно представит как сумму положительных вкладов скалярных, векторных и тензорных процессов.




Интернет-магазин

Реклама:

Warning: in_array() expects parameter 2 to be array, null given in /home/originwe/domains/originweb.info/public_html/books/1b08fd9ec284c6179da721cd6a714632/sape.php on line 193

Warning: in_array() expects parameter 2 to be array, null given in /home/originwe/domains/originweb.info/public_html/books/1b08fd9ec284c6179da721cd6a714632/sape.php on line 195

Warning: in_array() expects parameter 2 to be array, null given in /home/originwe/domains/originweb.info/public_html/books/1b08fd9ec284c6179da721cd6a714632/sape.php on line 199
Rambler's Top100

Copyright © originweb.info, books.originweb.info. Все права принадлежат их авторам.