Stationärt tillstånd (termodynamik)

Stationärt tillstånd - tillståndet för ett termodynamiskt system , där värdena för termodynamiska kvantiteter - temperatur , tryck , kemisk potential för blandningskomponenten , masshastighet [ 1] - i alla delar av systemet förblir oförändrade i tiden . Tidsberoendet för minst en termodynamisk storhet är ett tecken på icke-stationärt tillstånd [2] [3] . Ett stationärt tillstånd kan vara antingen jämvikt eller icke-jämvikt. De senare realiseras endast när överföringsprocesser äger rum mellan det termodynamiska systemet och dess omgivning, och de termodynamiska krafterna och, som ett resultat, termodynamiska flöden vid systemgränserna hålls konstanta [2] [4] .

Ett stationärt tillstånd där yttre förhållanden håller någon termodynamisk kraft konstant kallas ett stationärt tillstånd av första ordningen . När det gäller två konstanta krafter talar man om ett stationärt tillstånd av andra ordningen osv. Det stationära tillståndet av noll är inget annat än det termodynamiska systemets jämviktstillstånd. Stationära ordningstillstånd högre än de första är ganska vanliga för naturliga processer [5] .

Stationära inkluderar:

• ett tillstånd av termodynamisk jämvikt , kännetecknat av frånvaron av flöden ( energi , materia , rörelsemängd , laddning , etc.) [6] , där systemet under konstanta yttre förhållanden kan stanna på obestämd tid, och efter att ha tagit bort den yttre påverkan av eventuella magnitud, vilket ledde till en förändring i egenskapssystemet, återgår det senare till sitt ursprungliga tillstånd. Jämviktstillståndet kan också definieras som ett stationärt tillstånd som inte stöds av flödet av någon process utanför systemet [7] . Ett jämviktstillstånd är alltid stationärt, men ett stationärt tillstånd behöver inte alls vara jämvikt;
• ett tillstånd av metastabil jämvikt , när systemet med en liten yttre påverkan beter sig som om det vore i termodynamisk jämvikt (systemet är stabilt med avseende på små påverkan: ett oändligt litet inflytande orsakar en oändligt liten förändring i tillståndet, och när detta påverkan elimineras, systemet återgår till sitt ursprungliga tillstånd [6] ), medan med en yttre åtgärd som överskridit ett visst gränsvärde återgår systemet inte längre till sitt ursprungliga tillstånd, utan går antingen in i ett mer stabilt metastabilt tillstånd, eller in i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt; termodynamiska villkor för jämviktsstabilitet är uppfyllda för oändligt små virtuella åtgärder och är inte uppfyllda för åtgärder som överskrider gränsvärdet;
• hindrat jämviktstillstånd , när ett icke-jämviktssystem i många avseenden faktiskt beter sig som i termodynamisk jämvikt på grund av att till exempel partiell jämvikt sker i systemet - mekanisk och termisk - men det finns ingen kemisk jämvikt pga. avsaknad av lämpliga förhållanden för det flöde som krävs för att det ska kunna upprätta kemiska reaktioner;
• ett stationärt icke-jämviktstillstånd där termodynamiska storheters oberoende från tiden beror på flöden av energi, materia, rörelsemängd, elektrisk laddning, etc. [6] ;
• statiskt (kvasi-statiskt, kvasi-jämvikt, lokalt jämvikt) tillstånd, där invariansen av termodynamiska storheter i tid är en approximation, med tillräcklig noggrannhet för att lösa ett specifikt problem, under en tidsperiod som specificeras av problemets villkor under övervägande.

Anteckningar

1. ↑ Masscentrums hastighet , det är också mediets hydrodynamiska hastighet .
2. ↑ 1 2 Physical encyclopedia, v. 4, 1994 , sid. 677-678 .
3. ↑ Kirichenko N. A., Termodynamik, statistisk och molekylär fysik, 2005 , sid. tio.
4. ↑ Sviridov V.V., Sviridov A.V., Physical Chemistry, 2016 , sid. 460.
5. ↑ Zharikov V.A., Fundamentals of Physical geochemistry, 2005 , sid. 118.
6. ↑ 1 2 3 Termodynamik. Grundläggande koncept. Terminologi. Bokstavsbeteckningar på kvantiteter, 1984 , sid. 7.
7. ↑ Anosov V. Ya., Pogodin S. A., Grundläggande principer för fysikalisk och kemisk analys, 1947 , sid. 33.

Litteratur

• Anosov V. Ya., Pogodin S. A. Grundläggande principer för fysikalisk och kemisk analys . - M . : Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1947. - 876 sid.
• Zharikov VA Grunderna i fysikalisk geokemi . — M .: Nauka; Moscow State Universitys förlag, 2005. - 656 sid. — (Klassisk universitetslärobok). - ISBN 5-211-04849-0 , 5-02-035302-7.
• Kirichenko NA Termodynamik, statistisk och molekylär fysik. - 3:e uppl. - M . : Fizmatkniga, 2005. - 176 sid. - ISBN 5-89155-130-6 .
• Sviridov V. V., Sviridov A. V. Fysikalisk kemi. - St Petersburg. : Lan, 2016. - 597 sid. - ISBN 978-5-8114-2262-3 .
• Termodynamik. Grundläggande koncept. Terminologi. Bokstavsbeteckningar på kvantiteter / Resp. ed. I. I. Novikov . - Sovjetunionens vetenskapsakademi. Kommittén för vetenskaplig och teknisk terminologi. Samling av definitioner. Problem. 103. - M. : Nauka, 1984. - 40 sid.
• Physical Encyclopedia / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - T. 4: Poynting-Robertson-effekt - Streamers. - 704 sid. - ISBN 5-85270-087-8 .