де Гроот С.Р. Термодинамика необратимых процессов (де Гроот С.Р. Термодинамика необратимых процессов.djvu), страница 3

Ч и Ч11 аналогична, ио не ранна той, которая так же обозначена в других главах монографии) с)йз †приведенн теплота перепоса компонентом з (величиза Яз в гл. Ч и Ч11 аналогична, но пе равна той, которая так же обовначепа в других главах монографии) г †суммарн удельный тензор сопротивления гз †единичн удельный тензор сопротивления  †газов постоянная з †удельн знтропия зг †коэффицие Соре за — парциальпая удельная энтропия коьшовента й з„ вЂ энтроп единицы объема о" †суммарн знтропия Ю* †энтроп переноса о"1 в энтропия переноса компонента ь Гм ппптык онолзсхпкппн ) — время зь--доля потока электричества, перенесенного конпонснтом )с 1с — температура и — удельная энергия без учета кинетической энергии дния<сния центра тяжести й электрической энергии и — удольная энергия, включающая электрическую знсргпзз иа — парпиальная удельная анергня компонента А и~ — парцнальная удельная ансргия комгсовента аб вкл|очаи1щая элоктрическую энергию 脄— сузсяаупаи удельная энергии, пключающая кинетическую эйергию движения псптра тяжести и„— эпергив единицы объема бз — суммарная энергия (за †энерг переноса (1„*.

†энерг химического превращения (уев †спорт переноса компонента й с в удсльньш объем па†парцнальпый удельный объем компонента я ч --скорость центра тнжссти массы га †скорос козшовсята А )' — полный объем та — доля массы компонента й Х; — силы в необратимых процессах Ха — сила, еопрняа якая с потошпс Уа Хзз — сила, сопрнжспная с потоком Узз Хи †си, сопряженная с потоком 1',з Ха — сила, с зпряжснная с потоком У„ Хс — сила, сопряжешзая с потоком ус. Хп — сила, сопРшкснпан с по*оком ./оч Ха — сила, сопряженная с потоком Ла Ха †си, сопряженная с потоком аа Х„ — сила, сопри'кепная с потоком 1„ вли с потоком Яч ( ) †верхн значок, псказываавцнп значение величины, отсчитываемой от смещенного пуля отсчета е — термодиффузвонный фактор с;--откловснво значения параметра состоянии от сто значения при равновесии е — коэффициент Эттингаузека 1) †коэффицие внзкостя ъ †коэффицие электропронодиости д †коэффицие тсплопроводности з †химическ потенциал единицы массы (удельная функция Гиббса) Ви — химический потенциал единицы массы компонента й (парпиальнзя удельная фулкцзш Гиббса) Эа — химический потенциал, отнесенный к единппе массы компонента )с и акспочающнй электрическую эноргпю ив — химический потенциал, отнесенный к молю компонента й ~ — коэффициент Норнста с.

зч де Гроот цвинятьле ОБОЗньчкння ь -величина, пропорциональная стехиомстрическому коэффициенту компонента й, деленному нз моченулярный вес компонента Мь .а — стехиометрнческий коэффициент номпонспта й д, †величи, пропорциональная стехиометрическоиу коэффициенту компонента й в уравнении химической реакции т, деленному на молекулярный вес Луь с †степе полноты химической реакции ч, — степень полноты химической реакции 1 Л,~М й1. =- — '- — — величина, характеризующая скорость развития "' Й чимичщ кой реакции Х1!М йч = — — величина, характеризующая скорость распростраез йения химической реакции 1 з,з — тепзор, включающий тензор вязкоствого давления и тевзор гндростатического давления Л вЂ” теплота Пельтье р †плотнос в единицах массы на единицу объема с †плотнос компонента й а а †возникновен энтропии в единице ооъема за единицу времени ах †тепло Томсона в металле Л з — тензор электропроводности р — электрический потенциал ГЛЛВА ! ВВЕДЕНИЕ $ Е Теории необратимых процессов Название предлагаемой монографии моя«ет показаться странным прежде всего потому, что обычная термодинамика исследует почти исключительно состояния равновесия и переход вз одного состояния в другое, т.

о. обратимые процессы. В большинстве книг по термодинамике говорятся только о направлонпи необратимых процессов. Для обычной термодинамики поэтому более подходящим является название термостатика. Некоторые авторы пользуются этим названием. В данной монографии также употребляется это название. Что касается термина «термодинамика«, то он применяется в соответствии с его смыслом. Во всяком случае, обычная термостатика не занимается теорией неравновесных процессов.

Существует большое количество феноменологических законов, описывающих необратимые процессы в форме пропорциональностей, как, например, закон Фурье о пропорциональности теплового потока градиенту температуры, закон Фика о пропорциональности потока компонента смоси градиенту концентрации, закон Ома о пропорциональности электрического тока градиенту потенциала, закон Ньютона о пропорциональности силы внутреннего трения градиенту скорости, закс«ь о пропорциональности скорости химической реакции градиенту химического потенциала. Когда два или больше таких явления протекают одновременно, они калагаются друг на друга и вызывают появление нового эффекта.

Таким эффектом оказываются, например, термоэлектричество, возникающее от наложения теплопроводности и электропроводности, 2* В В В Д 1! и И Г )Гл. 1 эффект Пельтьо (поглощение или выделение тепла спаями металлов при прохождении по цепи электрического тока) п тсрмоэлектродвижущая сила, возникающая, когда спаи поддерживаются при разной температуре. Другим хорошо известным примером наложения являются диффузия и теплопроводность, вызывающие появление термодиффузии, называемой эффектом Соре (градиент температуры вызывает появление градиента концентрации, особенно в конденсированной фазе), и его противоположный эффект †эффе Дюфора (градиеят концентрации вызывает появление градиента температуры).

Диффузионный потенциал представляет собой пример наложения диффузии и электропроводности. К этому же классу явлений относятся теплопроводность в одном направлении анизотропного кристалла, возникающая благодаря температурному градиенту в другом направлении, и обратный эффект, при котором оба направления меняются. Существует много других явлений такого же порядка. Некоторые из них описаны в этой монографии.

Эффект наложения математически описывается путем прибавления некоторых членов к феноменологическим законам, упомянутым выше. Например, для термодиффузии к правой части закона Фина прибавляется член, пропорциональный градиенту температуры. Следовательно, новый закон выражает, что поток массы возникает н под действием градиента концентрации (обычная диффузия) и под действием градиента температуры (термодиффузия). Лналогичное явление †эффе Д!офора — описывается прибавлением члена, пропорционального градиеяту концентрации, в закон Фурье. Тогда получаем, что тепловой поток возникает под действием градиента температуры (обычная теплопроводность) и под действием градиента концентрации (эффект Дюфора). Такие же приемы применяются для математического описания других эффектов наложения. Все эти выражения, кроме установления пропорциональности, определяют также соответствующие феноменологические коэффициенты теплопроводности, обычной диффузии и термодиффузии, коэффициент Дюфора, эчектропроводности, вязкости и пр.

Перечисленные явления описываются такими соотношениями, которые действительно оказываются феноменоло- з ы ТЕОРИИ НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССОВ гическими в том смысле, что они являются экспериментально проверенными законами, но не частью всеобъемлющей теории необратимых процессов. Здесь отсутствует общая точка зрения, и нет связи менарду двумя и более валагающимися необратимыми процессами. Те же самые физические и химические явления рассматриваются в статистической механике и в кинетической теории.

Эти теории основываются на уравнениях движения частиц, как, например, уравнение Больцмана. Различные явления движения, как теплопроводность, злектропроводность, тормоэлектричество и пр., исследованы таким путем. Со многих точек зрения статистическая или кинетическая теории в привцнпе явлщотся наиболее удобными для физика. Они дают полное представление механизма явлений и обеспечивают возможность количественного определения коэффициентов, входящих в феноменологические соотношения. Однако они базируются на известных моделях молекул и применяются для определенных классов необратимых процессов.