Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Базаров И.П. -> "Термодинамика" -> 144

Термодинамика - Базаров И.П.

Базаров И.П. Термодинамика — М.: Высшая школа, 1991. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamika1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 138 139 140 141 142 143 < 144 > 145 .. 146 >> Следующая


S=QiT=(UT)EI.

а производство энтропии, і е. скорость ее ііокальною возникновения,

14.1, Представим себе, что в смсси поддерживается температурный градиент, вызывающий появление ірадиеніа концентрации. Предположим также, что смесь состоит из двух компонентов. Пусть концентрация компонента 1 увеличивается у горячей стенки резервуара, в котором эта смссь заключена Добавим некоторое количество вещества в холодную часть резервуара. Тогда градиент концентрации понижается. По принципу Ле Шателье, возникает поток, который перемещает некоторое количество вещества 1 к юрячей стороне резервуара. Таким образом, возмущение компенсируется этим потоком, как того требует принцип Ле Шагелье

Средний поток энергии в единицу времени через единицу площади отверстия по оси X

ГкТ

Каждая молекула переносит кинетическую энергию

Среднее значение mv I /2 для тех молекул, которые проходят через отверстие, равно отношению среднего потока энергии к среднему потоку молекул:

<отт>;>/2 = /,//2 = ?Г. Эта величина в два раза больше средней кинетической энергии на одну степень свободы (к Г/2), поскольку молекулы с большими скоростями имеют большую вероятность пройти через отверстие, чем молекулы с меньшими скоростями.

Средние значения (mv J/2) и <(/т>|/2)> равны кТ/2. Поэтому средняя энергия, переносимая проходящими через отверстие молекулами.

< ';2mv2y ^kT+1/2кТ+ ':2кТ= IkT, а средняя молярная энергия переноса

U- = IRT.

14.4. Согласно принципу Пригожина, по мере перехода системы в стационарное состояние производство энтропии уменьшается и. когда стационарное состояние достигнуто, эта величина принимает наименьшее значение, совместимое с внешними условиями. Сама энтропия системы в это>,1 процессе установления стационарного состояния также часто уменьшается. Покажем это на примере с тазо.ч Кнудсена. Пусть соединенные капилляром сосуды с газом Кнудсена имеют одинаковый объем и в начальном состоянии имеют по молю газа:

V10 = V0=I1 v'+v" = 2. (1)

Распределение вещества в стационарном состоянии определяется уравнением

P'IP"- JTJT'.

v'/v" = v 7"'/Г = v'l -ATT, (2)

поскольку р' =V2RTjV и p'' = v"RTiV Из второго уравнения (1) и уравнения (2) находим-

2(1+Д7/7)!'2 „ _ 2 1 + (.1 +АТ/ТУ2' V"~[ + (l+A'l/T)l:* Энтропия v молей идеального газа

Поэтому энтропия системы

S=V' [ДТ)~ R\n(v'IT)] + ,/[f(T+AT)~ Rln(x"/V)]. Применяя это уравнение к начальному и стационарному состояниям и разлагая потом f(T+AT) по степеням ATjll, получаем

Scl - S0 = -' /10 (4Ct-+ Я) (Д Г, Г)2 < О Это означает, что энтропия системы в стационарном состоянии меньше, чем в начальном. То же самое наблюдается при термодиффузии. Происходящее при этом разделение веществ соответствует уменьшению энтропии по сравнению с начальным состоянием. Однако в некоторых .труїих случаях энтропия возрастает.

15.1. Порядок определяется как правильность в расположении чего-нибудь, а хаос—как беспорядок. Поэтому кристалл мы называем упорядоченной, а жидкость (и газ) соответственно неупорядоченной системой частиц

Но, как известно, при понижении температуры кубическая решетка кристалла переходит в гексагональную Какая из этих кристаллических фаз более упорядочен-

.372 на—кубическая или гексаі овальная? Возникает вопрос о мере упорядочения (изменения порядка).

Такой мерой является нарушение симметрии системы. В рассматриваемом случае полиморфного превращения кристалла при понижении температуры возможна утрата симметрии, поскольку кубическая решетка обладает более высокой симметрией. Аналогично, кристалл, возникающий после охлаждения жидкости, менее симметричен (более упорядоченная система), чем исходная жидкость; жидкость после возникновения в ней конвекционных течений в задаче Бенара менее симметрична, чем та же покоящаяся жидкость; ферромагнетик, где все магнитные моменты отдельных атомов ориентированы в одном направлении, менее симмеїрнчен парамагнетика со случайным направлением зтих моментов. И вообще, возникновение любой пространственной или временной структуры нарушает однородность среды, т. е. симметрию по отношению к трансляциям в пространстве или во времени Поэтому турбулентное течение жидкости, возникающее при сильной неравновесности и характеризуемое появлением сложной структуры (самоорганизация), является более упорядоченным (менее хаотическим), чем ламинарное течение.

Величина порядка и его изменения (упорядочения) характеризуется параметром порядка, который связан с симметрией системы. Менее симметричные состояния более устойчивы по отношению к внешним воздействиям. ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Активность 201. 202

Вероятность сосюяния 72 Восприимчивость магнитная 195 Время релаксации 23

Xaj идеальный 96, і56 Ba и-дер-Ba а лка 185

Давление поверхностное 223, 225 —све ю вое 209 Двигатели leiijioubie 305 Двигатель вечный рода нюрою 51, 53, 143

---первого 38

Детандер 186

Закон Вина 212

- возрастания інт ропии 62, 75 —Дальтона 306 —Джо>ля 41. 65

--Ленца 371

—Кирхгофа 210 —Кюри 101, 207 Вейсса 220 масс действующих 196. 197, 199
Предыдущая << 1 .. 138 139 140 141 142 143 < 144 > 145 .. 146 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed