Введение в термодинамику необратимых процессов - Пригожин И.
Скачать (прямая ссылка):
макроскопического описания физико-химических процессов заключается в том,
что ее метод основан на таких понятиях, как "обратимые процессы" и
"истинные равновесные состояния".
Теперь уже является общепризнанным, что во многих важных областях
исследования состояние истинного термодинамического равновесия
достигается только при исключительных условиях. Так, например, опыты с
мечеными атомами показали, что нуклеиновые кислоты, содержащиеся в живых
клетках, непрерывно обмениваются веществом с окружающей средой. Хорошо
известно также, что непрерывный поток энергии, исходящий от Солнца и
звезд, не позволяет атмосфере Земли и звезд достигнуть состояния
термодинамического равновесия.
Таким образом, очевидно, что большинство явлений, изучаемых биологией,
метеорологией, астрофизикой и другими науками, представляет собой
необратимые процессы, которые развиваются, минуя состояния равновесия.
Уже эти немногие примеры иллюстрируют настоятельную потребность в
распространении методов термодинамики и на необратимые процессы. Подобное
обобщение тем более важно, что общая молекулярно-кинетическая теория
необратимых процессов находится еще лишь в зачаточном состоянии.
В этой небольшой книге я попытаюсь представить краткий и простой обзор
современного развития термодинамики необратимых процессов. Для того чтобы
изложение было достаточно цельным, здесь вкратце формулируются многие
выводы классической термодинамики, имеющие непосредственное отношение к
излагаемому материалу; в частности, это относится к двум началам
термодинамики. Поэтому от читателя не требуется подробного знакомства с
классической термодинамикой, хотя несомненно, что некоторое знание ее
методов облегчит понимание текста.
Предисловие автора
17
Будучи еще молодой наукой, термодинамическая теория необратимых процессов
уже нашла много применений, о которых нет возможности подробно рассказать
в этой небольшой книге. Поэтому я попытался отобрать наиболее характерные
и поучительные примеры, но не стремился дать исчерпывающего изложения
предмета. Таким путем, я надеюсь, можно достичь цели, поставленной перед
этой книгой, а именно - ознакомить читателя с последними достижениями в
этой обширной области термодинамики и побудить его более глубоко заняться
этим предметом.
Для более полного ознакомления с предметом читатель может обратиться к
моей ранее опубликованной книге "Etude Thermodynamique des Phenomenes
Irreversibles" (1947) или к превосходной монографии де Гроота
("Thermodynamics of Irreversible Processes", 1951)1. Полную библиографию
по этому вопросу можно найти в этих книгах. Кроме того, в настоящее время
я занят подготовкой более основательного труда по теории необратимых
процессов, который будет опубликован как третий том руководства по
термодинамике, написанного мною в сотрудничестве с моим коллегой, проф.
Р. Дефэй. Очень хороший обзор по приложениям термодинамики необратимых
процессов содержится в статье Р. Гаазе (Ergebnisse der exakten
Naturwissenschaften, В. 26, 1952,
S. 56).
Брюссель, 1955. И. Пригожин
¦'¦Русский перевод см. де Гроот С., Термодинамика необратимых процессов,
Гостехиздат, 1956 г. - Прим. ред.
Список обозначений1
А - химическое сродство (3.26)-(3.27), стр. 40;
Ар - химическое сродство реакции р (3.34), стр. 42;
А - электрохимическое сродство (3.58)-(3.59), стр. 48;
В - подвижность (5.69), стр. 87;
Ср - теплоемкость системы при постоянном давлении и постоянном составе
(2.8), стр. 28;
С7 - молярная концентрация компонента у (5.9), стр. 73;
Су? - теплоемкость системы при постоянном объеме и постоянном составе
(2.4), стр. 27;
D - коэффициент диффузии (5.71), стр. 87;
е* - средняя энергия, передаваемая на единицу перенесенной массы (5.54),
стр. 83;
Е - полная энергия (2.1), стр. 26;
/ - функция распределения скоростей, стр. 84;
/7 - коэффициент активности компонента у (3.25), стр. 40;
F - свободная энергия Гельмгольца (изохорно-изотермичес-кий потенциал); F
= Е - TS, стр. 39;
U - фарадей (3.55), стр. 48;
U7 - сила (отнесенная к единице массы), действующая на компонент у
(3.72), стр. 52;
G - свободная энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал); G = Е -
TS + pV = Н - TS, стр. 39;
- парциальная (или удельная) энтальпия, отнесенная к единице массы, для
компонента у (2.12), стр. 29;
/i7 - парциальная (или удельная) молярная энтальпия компонента у (2.11),
стр. 28;
- скрытая теплота изменения давления при постоянной температуре и
постоянном составе (2.8), стр. 28;
Н - энтальпия (теплосодержание) (2.6), стр. 28;
1 После пояснения символа приведены номер формулы и страница, где
определяется или впервые вводится указанная величина.
Список обозначений
19
I - электрический ток (3.55), стр. 48;
Jk - скорость, или обобщенный поток необратимого процесса к (4.1), стр.
57; к - универсальная постоянная Больцмана, стр. 84; к , к - константы
скоростей (5.13), стр. 74;
К(Т) - константа равновесия (5.10), стр. 73;
К(р,Т) - константа равновесия (3.40), стр. 43;
