Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Основы термодинамики необратимых процессов
Содержание
- 1. Основы термодинамики необратимых процессов
- 2. ЛИНЕЙНАЯ НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКАСвязь между потоком и термодинамической
- 3. Связь между потоком и термодинамической силой вблизи
- 4. Связь между потоком и термодинамической силой вблизи
- 5. Связь между потоком и термодинамической силой вблизи термодинамического равновесияJ = LX|Aij|/RT
- 6. Принцип взаимодействия термодинамических процессов1931Если в системе одновременно
- 7. Принцип взаимодействия термодинамических процессов1931Л. ОнзагерЛинейные феноменологические уравнения взаимности Онзагера
- 8. Взаимодействие двух процессовЛинейные феноменологические уравнения взаимности ОнзагераL12, L21 – коэффициенты взаимности Онзагера
- 9. Соотношение взаимности Онзагерасоотношение взаимности ОнзагераLij = LjiПринцип
- 10. Скорость диссипации энергииСкорость производства энтропииСкорость диссипации энергии
- 11. Скорость диссипации энергииДиссипативная функция Рэлея-Онзагера
- 12. Взаимодействующие процессы в однородных системахТранспорт вещества через
- 13. Уравнения Онзагера для сопряженных химических превращений
- 14. Уравнения Онзагера для сопряженных химических превращений
- 15. Уравнения Онзагера для сопряженных химических превращений
- 16. Уравнения Онзагера для сопряженных химических превращенийПри протекании
- 17. Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системахЭффект Зеебека
- 18. Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системахЭффект Пельтье
- 19. Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системахЭффект Томсона
- 20. Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системахТермомеханический эффектВозникновение
- 21. Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системахМеханокалорический эффектВозникновение
- 22. Термодинамические критерии устойчивости стационарных состоянийСтационарное состояние характеризуется
- 23. Термодинамические критерии устойчивости стационарных состоянийОткрытая система с
- 24. Термодинамические критерии устойчивости стационарных состоянийДиссипативная функция Рэлея - ОнзагераУсловие достижения стационарного состояния (по внутренней переменной і):
- 25. Термодинамические критерии устойчивости стационарных состоянийДиссипативная функция Рэлея
- 26. Теорема И. Пригожина (1947)При неизменных внешних условиях
- 27. Теорема И. Пригожина (1947)Характер изменения скорости производства
- 28. Устойчивость стационарного состояния вблизи равновесияСистема не может
- 29. Устойчивость стационарного состояния вблизи равновесияВ устойчивой системе
- 30. Подходы к анализу устойчивости состояний термодинамических системКлассическая
- 31. Общие критерии устойчивости стационарных состоянийАнализ термодинамических сил,
- 32. Общие критерии устойчивости стационарных состоянийСистема в возмущенном
- 33. Слайд 33
- 34. Слайд 34
- 35. Слайд 35
- 36. Скачать презентанцию
ЛИНЕЙНАЯ НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКАСвязь между потоком и термодинамической силой вблизи термодинамического равновесияВзаимодействие термодинамических процессовЛинейные феноменологические уравнения взаимности ОнзагераСоотношение взаимности ОнзагераСкорость диссипации энергии
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2ЛИНЕЙНАЯ НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Связь между потоком и термодинамической силой вблизи термодинамического
равновесия
энергии
Слайд 3Связь между потоком и термодинамической силой вблизи термодинамического равновесия
Открытая система
Значения
движущих сил малы
Сами процессы протекают медленно
J = LX
X – термодинамические
силы (градиенты интенсивных параметров)J – сопряженные с ними потоки
L – коэффициент, не зависящий от величины Х
Слайд 4Связь между потоком и термодинамической силой вблизи термодинамического равновесия
J =
LX
I = ΔU/R
dc/dt = Jc = -Dc
dQ/dt = JQ =
-λTЗакон Фика
Закон Ома
Закон Фурье
Слайд 5Связь между потоком и термодинамической силой вблизи термодинамического равновесия
J =
LX
|Aij|/RT
Слайд 6Принцип взаимодействия термодинамических процессов
1931
Если в системе одновременно протекает несколько термодинамических
процессов, то они способны взаимодействовать между собой. Скорость каждого будет
зависеть от движущих сил всех процессовЛ. Онзагер
Слайд 7Принцип взаимодействия термодинамических процессов
1931
Л. Онзагер
Линейные феноменологические уравнения взаимности Онзагера
Слайд 8Взаимодействие двух процессов
Линейные феноменологические уравнения взаимности Онзагера
L12, L21 – коэффициенты
взаимности Онзагера
Слайд 9Соотношение взаимности Онзагера
соотношение взаимности Онзагера
Lij = Lji
Принцип Кюри: значения Lij
отличны от нуля, когда взаимодействующие силы Хj имеют одинаковую тензорную
размерностьЕсли поток необратимого процесса i испытывает влияние термодинамической силы Хj необратимого процесса j через коэффициенты Lij, то и поток процесса j также испытывает влияние термодинамической силы Хi через тот же самый коэффициент Lij
Слайд 12Взаимодействующие процессы в однородных системах
Транспорт вещества через мембрану при наличии
осмоса
J1 – поток растворителя через мембрану
J2 – поток растворенного вещества
через мембрануΔр – разность гидростатических давлений в разделенных фазах
Δπ – разность осмотического давления вещества
Слайд 16Уравнения Онзагера для сопряженных химических превращений
При протекании в системе параллельных
брутто-реакций, их скорости являются взаимозависимыми
Обобщение правила Хориути-Борескова для произвольной
системы параллельных процессов, протекающих с общим интермедиатом 
Слайд 17Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системах
Эффект Зеебека (1821)
Возникновение термоЭДСв замкнутой
электрической цепи при использовании в цепи разных металлов и поддержании
спаев этих металлов при разной температуреИзмерение температуры с помощью термопары.
Томас Йоган
Зеебек
Слайд 18Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системах
Эффект Пельтье (1834)
Выделение или поглощение
теплоты на контакте двух разных проводников.
Холодильники с охлаждающим элементом
в виде контакта двух подобранных полупроводников.Жан Шарль
Пельтье
Слайд 19Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системах
Эффект Томсона (1856)
Выделение или поглощение
в однородном неравномерно нагретом проводнике дополнительной теплоты за счет совместного
действия электропроводности и теплопроводности.Уильям Томсон,
лорд Кельвин
Слайд 20Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системах
Термомеханический эффект
Возникновение разности давлений в
резервуарах с жидкостью или газом, соединенных капилляром при поддержании в
резервуарах разных температур.Если резервуары разделены пористой перегородкой, эффект называется термоосмосом.
Слайд 21Сопряженные процессы в пространственно –неоднородных системах
Механокалорический эффект
Возникновение разности температур в
резервуарах с жидкостью или газом, соединенных капилляром в результате создания
разности давлений в сосудах.
Слайд 22Термодинамические критерии устойчивости стационарных состояний
Стационарное состояние характеризуется неизменностью во времени
внутренних параметров системы и отсутствием потоков этих параметров.
Значение внутренних параметров
определяется протеканием внутренних процессов, возбуждаемых внутренними силами.Возможно установить взаимосвязь между скоростью производства энтропии за счет самопроизвольных необратимых процессов внутри системы и установлением в ней стационарного состояния.
Слайд 23Термодинамические критерии устойчивости стационарных состояний
Открытая система с одновременно протекающими m
процессами, находящаяся вблизи равновесия
Справедливы линейные соотношения взаимности Онзагера
Диссипативная функция Рэлея
- Онзагера
Слайд 24Термодинамические критерии устойчивости стационарных состояний
Диссипативная функция Рэлея - Онзагера
Условие достижения
стационарного состояния
(по внутренней переменной і):
Слайд 25Термодинамические критерии устойчивости стационарных состояний
Диссипативная функция Рэлея - Онзагера
Условие достижения
стационарного состояния
(по внутренней переменной і):
Условие минимума функционала Рэлея-Онзагера
Система с
любым числом процессов, связанных линейными соотношениями взаимности Онзагера
Слайд 26Теорема И. Пригожина (1947)
При неизменных внешних условиях в стационарном и
близком к термодинамическому равновесию состоянии открытой системы значение скорости производства
энтропии за счет внутренних необратимых процессов является положительным, постоянным и минимальнымПринцип минимума производства энтропии
Слайд 27Теорема И. Пригожина (1947)
Характер изменения скорости производства энтропии позволяет обнаружить
переход системы в стационарное состояние
Принцип минимума производства энтропии
Принцип минимума диссипации
энергииКоличественный критерий для определения общего направления самопроизвольных изменений в открытой системе (критерий эволюции системы)
Слайд 28Устойчивость стационарного состояния вблизи равновесия
Система не может самостоятельно выйти из
стационарного состояния за счет внутренних необратимых процессов
Любое отклонение от стационарного
состояния вызывает увеличение скорости производства энтропииУсловие устойчивости стационарного состояния
Слайд 29Устойчивость стационарного состояния вблизи равновесия
В устойчивой системе поток, вызванный возмущением,
будет стремиться уменьшить возмущение и вернуть систему в первоначальное состояние
Условие
устойчивости стационарного состоянияВблизи термодинамического равновесия невозможны автоколебательные процессы
Слайд 30Подходы к анализу устойчивости состояний термодинамических систем
Классическая теория Гиббса (устойчивость
равновесных систем)
Теория устойчивости стационарных состояний (устойчивость неравновесных систем)
Теория А.М. Ляпунова
(общие критерии устойчивости)
Слайд 31Общие критерии устойчивости стационарных состояний
Анализ термодинамических сил, возникающих в системе
при отклонении от стационарного состояния.
Если система находится в устойчивом стационарном
состоянии, то при отклонении от этого состояния в ней должны возникнуть силы, возвращающие систему в первоначальное положение.
Слайд 32Общие критерии устойчивости стационарных состояний
Система в возмущенном состоянии начинает диссипировать
энергию с большей скоростью, поэтому самопроизвольно возвращается из возмущенного состояния
к первоначальному стационарномуПри отрицательном избыточном производстве энтропии возникшая в стационарном состоянии флуктуация не приведет к самопроизвольному возвращению системы в стационарное состояние. Первоначальное стационарное состояние не было устойчивым
