Starea dezechilibrului - enciclopedie fizică

Într-un sistem situat în N. s. există procese de transport ireversibile (conducție de căldură, difuzie etc.), care tind să readucă sistemul la o stare de termodinamică. (sau statistic), dacă nu există factori care împiedică: deturnarea (sau aprovizionarea) energiei și materiei din sistem. În caz contrar, sistemul poate aspira nu la o stare de echilibru, ci la un NE staționar. Atunci când producția de entropie în sistem este compensată prin scoaterea sa din sistem. N. cu. a cărui durată de existență este foarte mare, se numește. stări metastabile. În termodinamică, N. p. depinde de timp și de spații. coordonatele termodinamice. parametrii [temperatura T (x, t). Chem. potențialele mi (x, t) ale componentelor, hidrodinamice. viteza u (x, t)]. corespunzând stării cvasiequilibrium în volume mici ale sistemului. Pentru aceste cantitati, termodinamica proceselor de non-echilibru face posibila obtinerea de ecuatii care determina transportul materiei, energiei, impulsului, adica ecuatia de difuzie. conductivitatea termică și ecuația Navier-Stokes pentru fluxul de fluid vâscos.

În statistică. teoria în cazul general al mediilor constând în interacțiunea dintre particule, N. s. este determinată de funcția dependentă de timp a distribuției tuturor particulelor în raport cu coordonatele și momentele sau cu statisticile corespunzătoare. operatorul. Cu toate acestea, o astfel de definiție a lui N. s. este prea generală, de obicei este suficient să descriem N. s. Mai puțin în detaliu, pe baza unor criterii grosiere sau așa-numite. descriere abreviată. De exemplu. pentru un gaz de densitate scăzută, este suficient să se cunoască distribuția unică a particulelor de coordonate și momente ale oricărei particule care satisface ecuația cinetică Boltzmann și determină complet cp. valorile densității energiei, momentului și numărului de particule și fluxurile lor. Pentru statele aproape de echilibru se poate obține o soluție a legii cinetice. , în funcție de T (x, t). mi (x, t). u (x, t) și gradientele acestora, și ne permite să derivăm ecuațiile de transfer pentru gaz. Cu toate acestea, funcția de distribuție a energiei pentru particulele de gaz într-o stare de echilibru H. p. poate diferi foarte mult de distribuția de echilibru Maxwell. De exemplu. pentru electronii din semiconductori într-un câmp electric puternic. câmpul care dă multă energie energiei electronilor, chiar și conceptul de temperatură a electronilor pierde semnificația, iar funcția de distribuție diferă de distribuția Maxwellian și depinde puternic de câmpul aplicat.

În cazul general, pentru statele aproape de echilibru, se poate găsi răspunsul sistemului la o perturbare cauzată de forțele externe. câmpul aplicat (perturbare mecanică), care este determinat de funcțiile Green întârziate în fizica statistică. Dacă N. cu. se datorează int. neomogenitățile din sistem, de exemplu. neuniformitatea temperaturii, chimice. potențial, hidrodinamic. (perturbație termică), atunci se pot găsi corecții la funcția de distribuție a echilibrului, care depinde numai de T (x, t). mi (x, t). u (x, t) și gradientele lor. Acest lucru face posibilă obținerea unui sistem de ecuații de transfer cu cinetică. coeficienți. determinată de formulele Green-Kubo prin corelațiile de timp. fluxurile f-tsii.

Articole similare