Cтраница 2
Неизолированная однородная система с течением времени неизбежно приходит в стационарное состояние, если ее взаимодействие с окружающей средой организовано так, что поля соответствующих обобщенных потенциалов ( температуры, давления, химических [ потенциалов компонентов) в окружающей среде около контрольной поверхности системы сохраняются постоянными. У закрытых систем стационарные состояния по всем признакам относятся к классу равновесных состояний, тогда как у открытых систем они могут быть либо равновесными ( квазиравновесными), либо неравновесными. Квазиравновесные стационарные состояния возникают тогда, когда массообмен между системой и окружающей средой протекает медленно по сравнению с релаксационными процессами. Если же последнее условие не выполняется, то реализуются неравновесные стационарные состояния. [16]
Первые из них реализуются в результате действия на систему извне стационарных силовых полей, например гравитационного, электрического, центробежного, магнитного, если поля обобщенных потенциалов обычных объектов окружающей среды вблизи контрольной поверхности системы поддерживаются однородными стационарными. Вторые из этих состояний возникают как результат взаимодействия системы с обычными объектами окружающей среды при условии, что поля обобщенных потенциалов этих объектов вблизи контрольной поверхности системы сохраняются стационарными неоднородными, независимо от того, подвергается система в этом случае действию стационарных силовых полей или нет. [17]
Напримео, пузырьки пара в жидкости или мелкие капли жидкости в паве отделены поверхностным слоем, который служит по -; верхностыз раздела между фазами. В процессе фазового превращения происходит перераспределение масса, связанное с переходом; ее через границы раздела фаз. В момент отсчета величины давления насыщенных паров контрольная поверхность системы эквипотенциальна по отношению ко всем родам взаимодействия. Значения всех потенциалов, характеризующих взаимодействие внешней среды и системы, одинаковы по всему объему системы и во всем объеме системы устанавливаются одинаковые температуры и давление, соответствующие кваэис-татичееким взаимодействиям с окружающей средой. [18]
Для устранения неоднородностей, возникающих в газообразных и жидких системах, обычно прибегают к механическому перемешиванию. Следует, однако, иметь в виду, что оно сопровождается диссипативными эффектами вследствие вязкого перемещения макроскопических частей системы относительно друг друга. Это равносильно появлению в системе дополнительного источника энтропии, мощность которого тем выше, чем интенсивнее перемешивание и вязкость среды. Вопрос о том, можно ли пренебречь этим источником при рассмотрении общего баланса энтропии системы, должен решаться особо в каждом конкретном случае. Отметим также, что при массообмене газообразных и жидких систем с окружающей средой возникает еще один дополнительный источник энтропии, связанный с наличием скачков химических потенциалов поступающих из окружающей среды компонентов в местах их ввода в систему. Хотя этот источник сосредоточен на границе системы, соответствующая ему теплота диссипации практически полностью становится достоянием системы. Он может быть, однако, учтен путем включения его в поток энтропии через контрольную поверхность системы, что позволяет рассматривать открытые системы как объекты, у которых, подобно закрытым системам, источниками энтропии являются лишь релаксационные процессы, если не считать перемешивания. [19]