Контрольная
Культура
Электротехника
Лабораторные
Школьный курс
Термех
Курсовая
Атомные станции

Лекции

Черчение
Физика
Реакторы
Интеграл
Выполнение чертежей
Конспект
На главную

Конспект курса лекций по физике. Квантовая физика

УРАВНЕНИЕ БАЛАНСА ДЛЯ ЭНТРОПИИ

Уравнение эволюции есть уравнение баланса гидродинамического типа. Как уже отмечалось, s определяли как величину энтропии на единицу массы. Уравнения баланса в то же время выписывали как уравнения для плотностей соответствующих величин (на единицу объема). Следовательно, уравнение баланса для энтропии запишется в следующем виде:

 (47.20)

где ss - теперь уже производство энтропии на единицу объема, a Js - плотность потока энтропии.

 Подробный анализ производства энтропии, приведенный в книжке К.П.Гурова, приводит к выражению

  (47.21)

В этом выражении первый и второй члены являются прозрачными аналогами известного соотношения Клаузиуса и соотношения

 , - тензор, ответственный за эффекты вязкости в среде (“тензор вязких напряжений”), приводящий к сдвиговым эффектам и отражающий динамическое трение, определяется эмпирически, - величина, называемая вязким трением и также являющаяся тензором, определяемым из опытов.

Из выражения (47.21) для производства энтропии можно сделать вывод, что производство энтропии обусловлено отличием от нуля величин grad, gradT, divuo и величины, соответствующая градиенту скорости и обеспечивающей эффекты внутреннего трения.

Эти величины принято называть термодинамическими силами, а сопряженные с ними величины - потоками. Заметим, однако, что разбиение на потоки и силы неоднозначно. Формально это можно выполнить по-разному, но физически всегда в результате получается, что производство энтропии связано, с указанными выше физическими причинами, хотя вклад их по-разному учитывается при разном определении термодинамических сил (и потоков). Важно подчеркнуть, что такая неоднозначность обусловлена тем, что имеется “перекрестная” связь между силами и потоками. Например, отличие gradT от нуля вызывает как поток тепла (теплопроводность), так и поток массы (диффузия).

Полное решение задачи о нахождении явного вида Jq, J`i,  в рамках феноменологической теории невозможно и требует проведения соответствующих экспериментов для их уточнения.

По существу изложенным и исчерпывается физическое содержание основ феноменологической теории термодинамики необратимых процессов. Эти основы сводятся к следующим утверждениям:

1) определение процессов переноса как макропроцессов, обусловленных тепловым движением;

2) крупнозернистое огрубление пространства и времени, в которых определяются макропараметры системы;

3) формальное составление уравнений баланса (по типу гидродинамических) для макропараметров системы;

4) введение условия локального квазиравновесия, что дает возможность использовать при анализе уравнений основные соотношения равновесной термодинамики;

5) анализ поведения энтропии системы в рассматриваемых процессах; установления наличия производства энтропии как отражения второго начала термодинамики в необратимых процессах;

6) использование дополнительных эмпирических соотношений - уравнений переносов, благодаря чему феноменологическая теория термодинамики необратимых процессов становится замкнутой.

Эти основы позволяют анализировать все эффекты, связанные с необратимыми процессами.

Вряд ли есть необходимость специально обосновывать важное значение колебательных процессов в современной физики и технике. Можно без преувеличения сказать, что почти нет области в этих науках, в которой колебания не играли бы той или иной роли, не говоря уже о том, что ряд областей физики и техники всецело базируются на колебательных явлениях. Достаточно, например, указать область электромагнитных колебаний, включающую в себя и оптику, на учение о звуке, на радиотехнику и прикладную акустику, вибрации машин, автоколебания в системах регулирования и следящих системах. Все эти, казалось бы, различные и непохожие друг на друга колебательные процессы объединяются методами математической физики в одно общее учение о колебаниях.

Математика

Реакторы