ВУЗ:
Составители:
15
микроскопической обратимости движения частиц (который выражается в
инвариантности уравнений движения частиц системы относительно
времени) Онсагер пришел к выводу о равенстве средних скоростей частиц
в прямом и обратном направлениях. В тех термодинамических системах, в
которых имеются градиенты температуры, концентрации компонентов,
химических потенциалов и другие градиенты, возникают необратимые
процессы теплопроводности, диффузии, химических реакций и другие в
соответствии с имеющимися градиентами. Эти процессы характеризуются
тепловыми и диффузионными потоками, скоростями химических реакций
и т.д., которые называются общим термином «потоки» и обозначаются J
i.
, а
вызывающие их причины (градиенты температуры, давления или
концентрации) называются «обобщенными термодинамическими силами»
и обозначаются Х
k.
. Онсагер установил, что при небольших отклонениях
от термодинамического равновесия потоки (тепла и вещества)
математически могут быть выражены в виде линейной комбинации
обобщенных термодинамических сил:
m
i ik k
k=1
J = L X (i =1,2,...,m),
∑
где L
ik
-
кинетические коэффициенты, определяющие вклад различных
термодинамических сил Х
k
в создание потока J
i
. Коэффициенты L
ik
являются феноменологическими, их определяют опытным путем.
Поскольку данное соотношение линейное, то принято говорить о линейной
термодинамике необратимых процессов Онсагера. На его основе
Онсагером было получено соотношение взаимности, в котором отражена
симметрия кинетических коэффициентов. В нем утверждается, что в
линейном соотношении недиагональные кинетические коэффициенты
равны:
ik ki
L =L (i k).
≠
Таким образом, матрица кинетических коэффициентов является
симметричной. Это означает, что если на поток J
i
, соответствующий
необратимому процессу i, действует сила X
k
необратимого процесса k, то
сила X
i
действует на поток J
k
с тем же коэффициентом. Соотношение
взаимности учитывало известный в термодинамике принцип Кюри для
изотропных систем (т.е. систем, свойства которых одинаковы по всем
направлениям), который утверждает, что потоки и термодинамические
силы разных размерностей не могут быть связаны друг с другом в одном
математическом уравнении. Это, например, означает, что если причина –
векторная величина, то она может вызвать следствие – векторную
величину, но не может вызвать скалярную или тензорную величину.
Необратимые процессы можно разделить на три группы:
- скалярные (химические реакции, где поток – скорость реакции, а
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- …
- следующая ›
- последняя »
