Необратимые процессы в 📙 термодинамике - Физика
Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Учебные материалы
для студентов и школьников

Необратимые процессы в термодинамике

  1. Ключевые задачи необратимых термодинамических явлений
  2. Типы неравновесных явлений
  3. Принцип локального равновесия

Термодинамика необратимых явлений состоит в неравновесности, и объектом ее исследования считается правильность и естественность функционирования разнообразных систем, не находящихся в равновесном состоянии термодинамики.

Определение 1
Необратимым именуется явление, которое нет возможности провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния. Все существующие в реальности явления считаются необратимыми.

В первую очередь, под данными явлениями понимаются:

  • Тепловая передача.
  • Химические реакции.
  • Термодиффузия.
  • Вязкое течение.
  • Диффузия.
  • Электроток.

Неравновесные явления происходят в разнообразных системах и их возможно охарактеризовать собственной необратимостью в смысле термодинамики. Все необратимые процессы являются неравновесными явлениями. В изолированных системах эти явления предполагают возрастание энтропии. В открытых же системах энтропия обладает возможностью оставаться неизменной, или сокращаться. Переход кинетической энергии макроскопического перемещения через трение в тепло, т.е. во внутренний энергетический потенциал системы, считается необратимым явлением.

Законы необратимых явлений обосновываются благодаря методикам электрокинетической теории теплоты. В полной мере необратимые процессы изучены в газообразных веществах благодаря кинетическим формулам Больцмана. Теория необратимых явлений была разработана норвежско-американским физико-химиком и физиком Ларсом Онзагером, бельгийский физиком и физико-химиком российского происхождения Ильей Романовичем Пригожиным, а также, Дефаем, де Гроотом в 40-50 годах XX столетия.

Ключевые задачи необратимых термодинамических явлений

В термодинамике возможно подчеркнуть некоторое количество целей необратимых явлений. Они способны:

  • Осуществлять исследование равновесие физических параметров, включая массу, энтропию и энергетический потенциал при преобразовании и трансформации энергетического потенциала.
  • Определять эволюционные закономерности макроскопических систем.

Термодинамика необратимых явлений состоит в установлении переменной времени, отсутствующей в термодинамическом явлении равновесия. Традиционно различается феноменологическая термодинамика необратимых явлений, и статистическая теория явлений неравновесия. В то же время, феноменологическая термодинамика разделяется на линейную и нелинейную теории.

Глобально при исследованиях, в термодинамике необратимых явлений затрагивают изучение некоторого количества видов систем, в основном это:

  • Однородные системы.
  • Прерывные системы.
  • Непрерывные системы.

Следовательно, в однородных системах показатели состояния обретают интенсивные характеристики в каждый временной промежуток, в то же время температурные показатели, давление и химический потенциал держатся в тех величинах во всем рабочем объекте. При прерывных видах необратимых явлений системы обладают возможностью заключаться из некоторого количества однородных участков. Данные участки разделяются границами фаз либо другими механическими конструкциями.

Например, вентилем, направляющим в конкретном направлении газообразные, жидкостные и другие рабочие вещества. Аналогичные виды систем именуются вентильными либо гетерогенными системами. В данных системах характеристики изменяются моментальным образом при трансформации из одного положения взаимного воздействия в иное.

banner

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

это быстро и бесплатно

В непрерывных видах систем интенсивные характеристики приходят в действие в системе с конкретного места, и в конкретное время. В форме равновесных формул фиксируются соответствия, характеризующие явления перенесения массы, энергетического потенциала, заряда, а также энтропии. Данные уравнения обладают смыслом при формировании для систем, которые прерывны и непрерывны. Примечательным для данных систем является присутствие значений двух ключевых видов.

Первые виды возможно охарактеризовать и определить в форме потоков, а вторые виды рассматриваются в форме силы. В то же время, потоки определяют скорость переход конкретного физического значения. Этими значениями являются масса, энтропия, энергетический потенциал. Переход осуществляется через представляемую площадку. В том числе, для этого приспособлена обыкновенная химическая реакция.

Замечание 1
Источником возникновения потока становятся силы термодинамики. В непрерывных системах силы отыгрывают роль особенных градиентов. При переходе в прерывных системах обладают свойствами результирующих разностей исследуемых показателей.

Типы неравновесных явлений

Неравновесная термодинамика изучает необратимые процессы в неравновесных открытых системах. Это такие системы, в которых неравновесное состояние поддерживается стационарно притоками энергии и вещества извне. В неравновесной термодинамике определяются условия, при которых энтропия открытых систем может убывать, что означает повышение упорядоченности в данных системах, формирование в данных системах новых структур.

Присутствует некоторое количество ключевых типов неравновесных явлений. Данные явления подразделяются на векторные, скалярные, тензорные. В то же время, силы и потоки в системах обязаны располагать признаками и соответствовать векторным, скалярным и тензорным показателям.

Для формулировки аналогичных явлений требуется использование полей скаляров, векторов, тензоров второго ранга. Категория скалярных явлений складывается из химических реакций. В векторных явлениях основными компонентами считаются тепловая проводимость, диффузия, а также ориентиры и направленности. В том числе, к ним тесно привязывают векторные поля потоков вещества и теплоты. В тензорном явлении неравновесия источником его появления является течение вязкого вида. Аналогичные явления не обладают формальным значением, но взаимосвязаны с принципом Кюри.

Принцип локального равновесия

Макроскопическое тело считается компонентом объема неравновесной силы всей системы. Данные характеристики тело обретает в каждый момент времени, и в то же время, обязан располагаться в равновесном состоянии. Из данного представления возникает принцип локального равновесия. Идея данного принципа располагается в плоскости ввода положения малых дополнительных систем, как бы отдыхающих (покоящихся) в равновесном состоянии более быстро, нежели данного добивается система целиком.

При рассмотрении данного принципа с позиции феноменологической теории, тогда данный принцип будет обладать смыслом фундаментального положения для линейной и нелинейной термодинамики. Положения для необратимых явлений имеет возможность применения некоторого количества основополагающих формул термодинамики равновесия.

banner

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

это быстро и бесплатно

Это требуется для аккуратного и основательного исследования неравновесных явлений во всем разнообразии. Кроме всего прочего, для исследования неравновесных явлений в термодинамике необратимых явлений инициативным образом применяют особенную систему формул, взаимно связующую потоки и силы в одно уравнение.

Они тоже базируются на всеобщем термодинамическом подходе. В данной ситуации силы и потоки разделяют с помощью воспроизведения энтропии. Данное воспроизведение постоянно проявляется в шаблонном билинейном виде уравнений. В нынешнее время феноменологическая термодинамика необратимых явлений является теорией с окончательным значением.

Данная теория обладает большим техническим использованием на практике во множестве научных сфер деятельности, а также в производственных процессах промышленности. В данных производственных процессах зачастую применяют явления диффузии, вязкого течения, и тепловой передачи. Каждый из аналогичных процессов не в состоянии осуществляться без первоначальных подготовительных расчетов, а также координации на уровне теории. В том числе они предусматриваются в ходе создания проекта и оценки режимов работы разнообразного оборудования и техники, применяемых в производственных процессах промышленности.

Помимо разработки и обустройства линейной термодинамики необратимых явлений в пределах локальной полевой теории присутствует также свой резервный подход, базирующийся на применении обнаруженных раньше вариантных принципов. Аналогичный принцип включил в обиход норвежско-американский физико-химик и физик Ларс Онзагер. Данный принцип именуется принципом наименьшего рассеяния энергетического потенциала, и он направлен на отыскание подходящего альтернативного разрешения установленных целей в термодинамике.

Не нашли нужную информацию?

Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.

Гарантия низких цен

Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.

Доработки и консультации включены в стоимость

В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.

Вернем деньги за невыполненное задание

Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.

Тех.поддержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.

Тысячи проверенных экспертов

Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».

1 000 +
Новых заказов каждый день
computer

Гарантия возврата денег

Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!

guarantees

Безопасная сделка

Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока

guarantees_shield

Гарантия возврата денег

В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы

Отзывы студентов о нашей работе
797 265 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
ОмГУ им. Ф.М.Достоевского
Елена замечательно сделала мою работу! Все качественно и в сроки! Все замечания исправлены...
star star star star star
УрГУПС
Работа выполнена изумительно, все расписано до мелочей. Спасибо большое!)
star star star star star
РГГМУ
Очень доволен исполнителем работа сделана быстро,красивым понятным почерком с комментариям...
star star star star star
Вы студент и хотите заказать работу, прямо сейчас без наценки и посредников?
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно