Локальное равновесие

Слабо неравновесная линейная термодинамика

Линейная термодинамика описывает стабильное, предсказуемое поведение систем, стремящихся к минимальному уровню активности, совместимому с поступающими в них потоками. Линейная термодинамика допускает описание систем с помощью некоторых потенциалов, например, с помощью производства энтропии. Это означает, что и при эволюции к равновесному состоянию, и при эволюции к стационарному состоянию система «забывает» начальные условия. Каковы бы ни были начальные условия, система рано или поздно перейдёт в состояние, определяемое граничными условиями. В результате реакция такой системы на любое изменение граничных условий становится предсказуемой.

Мир, в котором мы живём, не является термодинамически равновесным. Однако, термодинамика равновесных состояний важна и практически полезна, так как большинство систем находится в состоянии локального термодинамического равновесия

Почти во всех макросистемах выполняется предположение о том, что равновесные термодинамические соотношения справедливы для термодинамических переменных, определённых в элементарном объёме dV (dV – физически бесконечно малая величина, которой называют конечную, но относительно малую часть целого). Если плотность числа частиц определена для объёма dV, то в данном объёме она должна быть почти однородной. Насколько малым может быть этот объём? Для идеального газа при Р= 1 атм и Т= 298 К при относительном числе флуктуаций частиц объём . Следовательно, имеет смысл определять молярную плотность для элементарного микрометрового объёма. Первое и второе начала термодинамики являются локальными законами [4]. Нелокальные законы сохранения энергии и производства энтропии недопустимы из-за относительности одновременности. Если в двух пространственно разнесённых системах происходит изменение энергии dU₁ и dU₂ одновременно и в одной из систем отсчёта выполняется закон сохранения энергии dU₁ + dU₂ =0, то в другой системе отсчёта, которая движется по отношению к первой, эти два изменения энергии уже происходят неодновременно, а в период времени между одним изменением энергии и другим закон сохранения энергии нарушится. Подобные выводы справедливы и для производства энтропии.

Дата добавления: 2014-01-04