Cтраница 2
Так как производство энтропии представляет только часть прироста энтропии, связанную с изменением внутреннего состояния системы, критерий (9.1) имеет вид неполного дифференциала. Однако, если существует термодинамический потенциал, керавен-ство (9.1) можно преобразовать в полный дифференциал. [16]
Поэтому в производство энтропии могут входить произведения потоков и термодинамич. [17]
Слева стоит производство энтропии (2.24) - величина второго порядка малости по отношению к отклонениям от равновесия ( гл. Запишем теперь в правой части (5.1) отдельно члены первого и второго порядка. [18]
Термодинамический расчет производства энтропии и ее притока можно провести, если существует локальное термодинамическое равновесие, что и предполагается в дальнейшем. Тогда локальная энтропия s является той же функцией локальных макроскопических переменных, что и для равновесной системы. Предположение о локальном равновесии не противоречит неравновесности системы в целом и является обычным для атмосферных процессов. Оценки Даттона [2] показывают, что степень неравновесности атмосферы в терминах полной энтропии системы мала, что оправдывает применение линейной неравновесной термодинамики. [19]
Важным свойством производства энтропии в системе является ее аддитивность, что позволяет на первом этапе разбить сложную систему на отдельные подсистемы, оптимизировать каждую из подсистем при тех или иных параметрах поступающих и выходящих из нее потоков. На следующем этапе требуется так согласовать средние интенсивности потоков, чтобы удовлетворить системным связям и минимизировать суммарное производство энтропии. [20]
Теперь оператор производства энтропии (2.5.64) нужно подставить в выражение (2.3.72) для неравновесного статистического оператора. Чтобы найти среднюю скорость реакции во втором приближении по малому параметру, в неравновесном статистическом операторе следует оставить только члены, линейные по оператору производства энтропии. [21]
Макроскопическое выражение производства энтропии накладывает ограничивающее условие на химические реакции, которое обычно выполняется: при химической реакции не должно происходить существенного нарушения максвелл-больцмановского распределения для каждого из участвующих компонентов. [22]
Принцип минимума производства энтропии - для открытых неравновесных систем, находящихся в стационарном состоянии, далеком от термодинамического равновесия - это стремление достичь состояния, аналогичного равновесному: когда существенные для описания системы параметры не изменяются во времени и dSldt 0, где dSldt р - производство энтропии. [23]
Принцип минимума производства энтропии - для открытых неравновесных систем, находящихся в стационарном состоянии, далеком от термодинамического равновесия - это стремление достичь состояния, аналогичного равновесному: когда существенные для описания системы параметры не изменяются во времени и dS / dt 0, где dSldt р - производство энтропии. [24]
Принцип минимума производства энтропии - для открытых неравновесных систем, находящихся в стационарном состоянии, далеком от термодинамического равновесия - это стремление достичь состояния, аналогичного равновесному: когда существенные для описания системы параметры не изменяются во времени и dS / dt0, где dS / dtp - производство энтропии. Отличие равновесных систем от систем, далеких от термодинамического равновесия, заключается в том, что равновесные системы характеризуются максимальным неизменным во времени значением энтропии ( меры разупорядоченности внутренней структуры) - это обусловливает максимальную неупорядоченность поведения подсистем ( молекул, атомов, составляющих систему) и отсутствие структурированности. Стационарное же слабонеравновесное состояние открытой системы, в которой происходит неравновесный процесс, характеризуется тем, что скорость возникновения энтропии имеет минимальное значение при данных внещних условиях, препятствующих достижению системой равновесного состояния - это обусловливает максимальную структурированность открытой неравновесной системы ( согласованность поведения подсистем) при данных граничных условиях. Другими словами, система находится в состоянии с минимальным производством энтропии, характеризующимся много меньшим значением энтропии составляющих ее частиц ( подсистем), чем энтропия системы, находящейся в равновесном состоянии. [25]
Свойство минимума производства энтропии системы в стационарных условиях определяет также устойчивость этих состояний относительно возмущений локальных переменных состояния. Отметим, что условие термодинамического равновесия является частным случаем условия устойчивости стационарных состояний. [26]
Возвращаясь к производству энтропии (9.4.61), заметим, что последний член в точности равен а Е / Т и, следовательно, он отрицателен. Принято считать, что для любой разумной модели турбулентности производство энтропии должно быть положительно, так как само явление турбулентности - явно необратимый процесс. Однако дело обстоит не так просто, поскольку энтропия была определена в виде (9.4.47), т.е. как информационная энтропия неравновесного функционала распределения. Между тем хорошо известно, что в турбулентных потоках часто наблюдаются макроскопические упорядоченные структуры. Образование таких структур приводит к уменьшению информационной энтропии турбулентного движения. [27]
В стационарном состоянии производство энтропии в системе достигает минимального значения. [28]
Здесь a - производство энтропии, связанное с потоком тепла д, р - мощность, затрачиваемая на поддержание температуры в камере, до - поток отводимого тепла. [29]
Здесь W - производство энтропии, условие (9.260) характеризует скорость изменения интенсивной переменной системы ( температуры, давления, химического потенциала), R ( x u ] - движущая сила процесса, п ( х и) - поток. [30]