Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктруций - Гленсдроф П.
Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктруций
Автор: Гленсдроф П.Другие авторы: Пригожин И.
Издательство: М.: Мир
Год издания: 1973
Страницы: 280
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
Скачать:
П. ГЛЕНСДОРФ • И. ПРИГОЖИН
ТЕPMOДИHAMИЧECKАЯ ТЕОPИЯ СТРУКТУРЫ» УСТОЙЧИВОСТИ И ФЛУKTУАЦИЙ THERMODYNAMIC THEORY OF STRUCTURE, STABILITY AND FLUCTUATIOIS
P. GLANSDORFF AND I. PRIGOGINE
Universite Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium, and University of Texas, Austin, Texas
wiley-interscience
a division of john wiley & sons, ltd. london - new york - sydney - toronto п. ГЛЕНСДОРФ, И. ПРИГОЖИН
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СТРУКТУРЫ, УСТОЙЧИВОСТИ И ФЛУКТУАЦИЙ
Перевод с английского канд. физ.-мат. наук Н. В. ВДОВИЧЕНКО и канд. физ.-мат. наук В. А. ОНИЩУКА
Под редакцией доктора хим. наук Ю. А. ЧИЗМАДЖЕВА
Москва
Издательство «Мир»
1973
УДК 541.124/.128
Имя И. Пригожина — одного из создателей неравновесной термодинамики— хорошо известно советским читателям по ранее переведенным его работам. Данная книга, написанная в соавторстве с П. Гленсдорфом, — первая в мировой литературе монография, посвященная вопросам нелинейной термодинамики необратимых процессов. В нее входит изложение основ «классической» неравновесной термодинамики, вариационного метода для нелинейных задач и их приложение к вопросам гидродинамической устойчивости, химическим реакциям и биологии.
Книга предназначена для научных сотрудников, аспирантов и студентов — химико-физиков, гидродинамиков, теплофизиков и биофизиков.
Редакция литературы по химии
© Перевод на русский язык, «Мир», 1973,
0254—077 041(01)-73
П. Гленсдорф, И. Пригожин ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ СТРУКТУРЫ, УСТОЙЧИВОСТИ И ФЛУКТУАЦИИ
Редактор Т. Румянцева Художник Е. Урусов Художественный редактор Н. Блинов
Технический редактор Г. Алюлина
Сдано в иабор 12/11 1973 г. Подписано к печати 2/VI1I 1973 г. Бум. типогр. № 3 60 X ЭО'/и--8,75 бум. л. Печ. л. 17,5 Уч.-изд. л. 17,32 Изд. № 3/6725 Цена 1 р. 89 к. Зак. 566
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МИР» Москва, 1-й Рижский пер., 2
Ордена Трудового Красного Знамени Ленинградская типография № 2 имени Евгении Соколовой Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Ленинград, Л-&2, Измайловский проспект. 29 ПРЕДИСЛОВИЕ
Предлагаемая вниманию читателя книга П. Гленсдорфа и И. Пригожина является первой в мировой литературе монографией по термодинамике необратимых процессов, протекающих вдали от равновесия. Ее авторы хорошо известны в научном мире. Профессор И. Пригожин — один из основоположников термодинамики необратимых процессов. С его именем связывают обычно принцип минимума производства энтропии. На русский язык переведен ряд книг этого автора по термодинамике и статистической физике.
Настоящая монография П. Гленсдорфа и И. Пригожина, основанная на оригинальных работах авторов и их школы, представляет особый интерес. Авторы пытались обобщить термодинамические методы на область действия нелинейных феноменологических законов. Главные вопросы, которые служат предметом исследования, можно сформулировать следующим образом. Какова термодинамическая основа различных явлений неустойчивости, будь то переход от ламинарного к турбулентному течению или появление аутоколебательных режимов протекания химических реакций? И если открытая система находится в условиях, далеких от равновесия, за пределами устойчивости термодинамической ветви, то может ли в ней возникнуть «структура» в обобщенном смысле этого слова, т. е. временное или пространственное упорядочивание?
Как показано в монографии, принцип минимума производства энтропии не справедлив вдали от равновесия. Более того, вообще не существует термодинамического потенциала, экстремальность которого определяла бы поведение системы в нелинейной области. Авторы вводят так называемый локальный потенциал, который входит в универсальный критерий эволюции и в известной мере играет роль классического термодинамического потенциала.
Линейная термодинамика описывала равновесные структуры, возникающие в результате обратимых процессов. Обобщенная термодинамика, развиваемая авторами, вводит в рассмотрение «диссипативные структуры», которые поддерживаются потоками энергии и вещества от внешней среды. Факт существования упорядоченных состояний за пределом устойчивости не является новым. Например, теория термической неустойчивости горизонтального слоя жидкости, как известно, приводит к так называемым ячейкам Бенара, которые могут служить прекрасной иллюстрацией пространственной диссипативной структуры. В литературе описаны многочисленные периодические диссипативные процессы При 6
ПРЕДИСЛОВИЕ
протекании химических, электро- и биохимических реакций, которые являются примером временного упорядочивания. В данной монографии множество разнородных частных случаев проанализировано с единой точки зрения. Такой подход позволяет глубже понять природу явлений неустойчивости в неравновесных условиях.
Возможности обобщенного термодинамического описания в известной мере ограничены. Оставаясь в рамках термодинамической теории, нельзя предсказать, какая из возможных ситуаций реализуется за пределом устойчивости, например возникнет ли периодический процесс или набор устойчивых стационарных состояний. Развиваемый в книге математический аппарат не позволяет вычислить фазовую траекторию конкретной химической системы или параметры предельного цикла; для этого необходимы динамические уравнения. Однако такой недостаток не умаляет познавательной ценности универсальных термодинамических методов.
