Термодинамика необратимых процессов - Гроот С.Р.
Скачать (прямая ссылка):
других форм движения материи. Использование идеи о существовании
термического заряда позволяет изучать методами классической термодинамики
нестатические процессы тепло- и массообмена.
Быстрое развитие термодинамики необратимых процессов не является
случайным; оно вызвано насущной необходимостью решения ряда важных задач
новой техники. Предлагаемая вниманию читателей монография де Гроота
является второй переводной книгой по термодинамике необратимых
процессов*).
В отличие от книги Денбига в настоящей монографии дано полное и
систематическое изложение основных положений термодинамики необратимых
процессов и ее приложений к физике и химии (гл. Ill-IX). При этом
наиболее общие вопросы теории рассматриваются в конце книги (гл. X-XI). В
достаточной мере освещена математическая сторона теории, чего нет в книге
Денбига.
После подробного ознакомления с монографией де Гроота читатель сможет
разобраться во всех работах по термодинамике необратимых процессов как в
области ее теории, так и приложений. Эта книга представляет интерес не
только для физиков и химиков, но и для более широкого круга читателей.
Благодаря подробному и систематическому изложению она доступна для
инженерно-технических работников, которые могут с успехом применить эти
методы исследования для решения важнейших задач современной техники.
*) См. К. Д е н б и г, Термодинамика стационарных необратимых процессов,
ИЛ, 1954.
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА
За последние десять лет макроскопическая теория необратимых процессов
превратилась в законченную теорию. Она базируется на двух основаниях,
которые были установлены раньше, чем была сформулирована сама теория. Во-
первых, введение неравновесных термодинамических функций дало возможность
установить понятия потока энтропии и возникновения энтропии, а затем на
основании этих понятий составить уравнение баланса энтропии. Во-вторых,
термодинамика необратимых процессов базируется на соотношениях взаимности
Онзагера, т. е. на макроскопических равенствах, которые являются
следствием микроскопической обратимости.
Эти два основания оправдывают название теории как "термодинамики
необратимых процессов". Пришло время дать ее описание, так как в
настоящее время этот раздел физики и химии в полной мере
выкристаллизовался.
Первые две главы предлагаемой монографии дают представление о различных
трактовках необратимых процессов и основные положения их
термодинамической теории. В следующих семи главах исследуется большое
количество примеров, включающих наиболее важные приложения физики и
химии. В двух последних главах исследуются несколько более широкие
вопросы с более общей точки зрения по сравнению с предшествующей частью
книги.
Распределение материала по отдельным главам является в известной степени
произвольным, потому что многие из разбираемых примеров представляют
собой сложные процессы, которые могут быть отнесены к разным группам
явлений. Разделение материала по главам
14
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА
определялось главным образом по важности исследуемых приложений с точки
зрения физики. При изложении материала были приняты меры к тому, чтобы по
возможности сделать каждую из глав независимой от других. Это
обстоятельство дает то преимущество, что каждая глава может читаться
самостоятельно, а также и то, что общая методика исследования может быть
освоена по различным главам.
Читателям предоставляется возможность прорабатывать книгу в трех
различных концентрах. Для общего знакомства с термодинамикой необратимых
процессов вместе с двумя простыми примерами рекомендуется проработать в
первом концентре §§ 2, 9 и 57. Второй концентр предназначается для тех,
кого не интересует статистическое обоснование теории и кто принимает
теорему Онзагера как постулат (так же, как это делается с основными
законами термодинамики). Они могут пропустить разделы, касающиеся
статистической теории, и параграфы более специального характера, которые
отмечены звездочками. Третий концентр включает весь текст монографии.
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
А - химическое сродство Aj - химическое сродство реакции /
В -магнитное поле (индуктивность)
^-концентрация компонента к (в долях массы) de - внешнее изменение какой-
либо величины di - внутреннее изменение какой-либо величины Ь'1г -
коэффициент термодиффузии
Z>12 - коэффициент гравитационной диффузии, отнесенной к долям массы
D"3--коэффициент гравитационной диффузии, отнесенный к долям моля
D^~коэффициент молекулярной диффузии, отнесенный к долям массы
.D^"-коэффициент молекулярной диффузии, отнесенный к долям моля
е-суммарный удельный электрический заряд ' ек-удельный электрический
заряд компонента к eti - электрический заряд компонента к, отнесенный к
грам-молекуле Е - электрическое поле
t'k-внешняя сила, отнесенная к единице массы компонента к Fft -
неэлектрическая внешняя сила, отнесенная к единице массы компонента к g-
удельная функция Гиббса h-удельная энтальпия
hk-парциальная удельная энтальпия компонента к Н - суммарная энтальпия I
