Jump to content

Расширенная необратимая термодинамика

Расширенная необратимая термодинамика — раздел неравновесной термодинамики , выходящий за рамки гипотезы локального равновесия классической необратимой термодинамики .Пространство переменных состояния расширяется за счет включения потоков массы, импульса и энергии и, в конечном итоге, потоков более высокого порядка.Формализм хорошо подходит для описания высокочастотных процессов и материалов малых размеров.

За последние десятилетия было предпринято немало усилий по обобщению классических законов Фурье (теплопроводности), Фика (диффузии вещества), Ньютона (вязких потоков) и Ома (электропереноса).Действительно, современные технологии стремятся к миниатюрным устройствам, высокочастотным и сильно нелинейным процессам, требующим нового концептуального подхода.С этой целью было разработано несколько классов теорий, и одна из них, известная под названием « Расширенная необратимая термодинамика» (EIT), вызвала особый растущий интерес.Отцовство ЭИТ можно проследить до Джеймса Клерка Максвелла, который в 1867 г. [ нужна ссылка ] ввел производные по времени в материальные уравнения идеальных газов .

Основные понятия

[ редактировать ]

Основная идея, лежащая в основе ЭИТ, заключается в переводе в статус независимых переменных неравновесной внутренней энергии, вещества, импульса и электрических потоков.Выбор потоков в качестве переменных уходит своими корнями в тринадцатиминутную кинетическую теорию газов Града, которая, таким образом, обеспечивает естественную основу для развития ЭИТ.Основным следствием выбора потоков в качестве переменных состояния является то, что определяющие уравнения Фурье, Фика, Ньютона и Ома заменяются уравнениями эволюции во времени первого порядка, включая эффекты памяти и нелокальные эффекты.Выбор потоков в качестве переменных не является простым произволом, если вспомнить, что в повседневной жизни потоки могут играть ведущую роль. [ нужна ссылка ] как, например, в управлении дорожным движением (поток автомобилей), экономике (поток денег) и Всемирной паутине (поток информации).

Расширение классической необратимой термодинамики.

[ редактировать ]

EIT можно рассматривать как естественное продолжение классической необратимой термодинамики (CIT).

Разработанная главным образом бельгийско-голландской школой во главе с И. Пригожиным, работающей над простой гипотезой локального термодинамического равновесия, КИТ предполагает существование законов поля диффузионного типа. Математически это параболические уравнения в частных производных . Они подразумевают, что локально приложенное возмущение распространяется по телу с бесконечной скоростью. Это противоречит как экспериментальным данным, так и принципу причинности. Последнее требует, чтобы следствие наступало после применения его причины.

В ЭИТ отказываются от идеи локального термодинамического равновесия. В отличие от CIT, уравнения поля EIT являются гиперболическими, что позволяет избежать парадокса сигналов, движущихся с бесконечной скоростью.

Приложения

[ редактировать ]

Диапазон применения ЭИТ не ограничивается ситуациями, близкими к равновесию, а охватывает несколько различных областей, включая
-эффекты памяти (быстрые процессы, полимеры , сверхтекучие жидкости ),
-нелокальные эффекты (микро- и наноматериалы ),
-нелинейные эффекты (большие мощности, ударные волны ).

Однако дискуссия не закрыта. Некоторые фундаментальные вопросы, такие как определение неравновесности энтропии и температуры, статус Второго закона термодинамики , однозначный выбор переменных состояния, получают лишь частичные ответы и требуют более однозначных ответов.

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

  1. ^ Джоу Д., Касас-Васкес Дж., Лебон Г. (1988), Расширенная необратимая термодинамика, Rep. Prog. Физ 51 1105-1179
  2. ^ Лебон Г., Касас-Васкес Дж., Жу Д. (1992), Вопросы и ответы о термодинамической теории третьего типа, Contemporary Phys. 33 41–51
  3. ^ Мюллер I, Руджери Т (1998), Расширенная термодинамика Rational , 2-е издание, Springer, Нью-Йорк
  4. ^ Джоу Д., Касас-Васкес Дж., Лебон Дж. (1999), Возвращение к расширенной необратимой термодинамике (1988–1998), Rep. Prog. Физ. 62 1035-1142
  5. ^ Лебон Дж., Джоу Д., Касас-Васкес Дж. (2008), Понимание неравновесной термодинамики , Springer, Берлин
  6. ^ Джоу Д., Касас-Васкес Дж., Лебон Дж. (2010), Расширенная необратимая термодинамика , 4-е издание,
  7. ^ Джоу Д., Касас-Васкес Дж., Криадо-Санчо М. (2011), Термодинамика жидкостей в потоке , 2-е издание, Springer, Берлин
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e72e219f6780323682624e7be5cc9a2b__1643035320
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e7/2b/e72e219f6780323682624e7be5cc9a2b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Extended irreversible thermodynamics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)