Stare staționară (termodinamică)

Stare staționară - starea unui sistem termodinamic , în care valorile mărimilor termodinamice - temperatura , presiunea , potențialul chimic al componentei amestecului , viteza masei [1] - în toate părțile sistemului rămân neschimbate în timp . Dependența de timp a cel puțin unei mărimi termodinamice este un semn de stare non-staționară [2] [3] . O stare staționară poate fi fie în echilibru , fie în neechilibru. Acestea din urmă sunt realizate numai atunci când au loc procese de transfer între sistemul termodinamic și mediul său, iar forțele termodinamice și, ca urmare, fluxurile termodinamice la limitele sistemului sunt menținute constante [2] [4] .

O stare staționară în care condițiile externe mențin orice forță termodinamică constantă se numește stare staționară de ordinul întâi . În cazul a două forțe constante, se vorbește despre o stare staționară de ordinul doi și așa mai departe Starea staționară de ordinul zero nu este altceva decât starea de echilibru a sistemului termodinamic. Stările staționare de ordine superioare primei sunt destul de comune pentru procesele naturale [5] .

Stationare includ:

• o stare de echilibru termodinamic , caracterizată prin absența fluxurilor ( energie , materie , impuls , sarcină etc.) [6] , în care, în condiții externe constante, sistemul poate rămâne nedefinit, iar după îndepărtarea influenței externe a oricărui magnitudinea, care a dus la o schimbare a sistemului de proprietăți, acesta din urmă revine la starea inițială. Starea de echilibru poate fi definită și ca o stare staționară care nu este susținută de fluxul niciunui proces extern sistemului [7] . O stare de echilibru este întotdeauna staționară, dar o stare staționară nu trebuie să fie deloc echilibrată;
• o stare de echilibru metastabil , când, cu o influență externă mică, sistemul se comportă ca și cum ar fi în echilibru termodinamic (sistemul este stabil față de influențe mici: o influență infinitezimală determină o schimbare infinitezimală a stării, iar atunci când această influență este eliminat, sistemul revine la starea inițială [6] ), în timp ce cu o acțiune externă care a depășit o anumită valoare limită, sistemul nu mai revine la starea inițială, ci trece fie într-o stare metastabilă mai stabilă, fie într-o starea de echilibru termodinamic; condițiile termodinamice de stabilitate de echilibru sunt îndeplinite pentru acțiuni virtuale infinit de mici și nu sunt îndeplinite pentru acțiunile care depășesc valoarea limită;
• stare de echilibru împiedicată , atunci când un sistem dezechilibrat în multe privințe se comportă de fapt ca fiind în echilibru termodinamic datorită faptului, de exemplu, că în sistem au loc echilibre parțiale - mecanic și termic - dar nu există un echilibru chimic datorită lipsa condițiilor adecvate pentru debitul necesar pentru stabilirea reacțiilor chimice;
• o stare staționară de neechilibru în care independența mărimilor termodinamice față de timp se datorează fluxurilor de energie, materie, impuls, sarcină electrică etc. [6] ;
• stare statică (cvasi-statică, cvasi-echilibru, echilibru local), în care invarianța mărimilor termodinamice în timp este o aproximare, cu suficientă precizie pentru a rezolva o anumită problemă, pentru o perioadă de timp specificată de condițiile problemei. în considerare.

Note

1. ↑ Viteza centrului de masă , este și viteza hidrodinamică a mediului .
2. ↑ 1 2 Enciclopedia fizică, v. 4, 1994 , p. 677-678 .
3. ↑ Kirichenko N. A., Termodinamică, fizică statistică și moleculară, 2005 , p. zece.
4. ↑ Sviridov V.V., Sviridov A.V., Chimie fizică, 2016 , p. 460.
5. ↑ Zharikov V.A., Fundamentele geochimiei fizice, 2005 , p. 118.
6. ↑ 1 2 3 Termodinamică. Noțiuni de bază. Terminologie. Scrisoare desemnări de cantități, 1984 , p. 7.
7. ↑ Anosov V. Ya., Pogodin S. A., Principiile de bază ale analizei fizice și chimice, 1947 , p. 33.

Literatură

• Anosov V. Ya., Pogodin S. A. Principii de bază ale analizei fizice și chimice . - M . : Editura Academiei de Științe a URSS, 1947. - 876 p.
• Zharikov VA Fundamentele geochimiei fizice . — M .: Nauka; Editura Universității de Stat din Moscova, 2005. - 656 p. — (Manual universitar clasic). - ISBN 5-211-04849-0 , 5-02-035302-7.
• Kirichenko NA Termodinamică, fizică statistică și moleculară. - Ed. a 3-a. - M . : Fizmatkniga, 2005. - 176 p. - ISBN 5-89155-130-6 .
• Sviridov V. V., Sviridov A. V. Chimie fizică. - Sankt Petersburg. : Lan, 2016. - 597 p. - ISBN 978-5-8114-2262-3 .
• Termodinamica. Noțiuni de bază. Terminologie. Litere de desemnare a cantităților / Resp. ed. I. I. Novikov . - Academia de Științe a URSS. Comitetul de terminologie științifică și tehnică. Culegere de definiții. Problema. 103. - M. : Nauka, 1984. - 40 p.
• Enciclopedia fizică / Cap. ed. A. M. Prohorov . - M . : Marea Enciclopedie Rusă , 1994. - T. 4: Efectul Poynting-Robertson - Streamers. - 704 p. - ISBN 5-85270-087-8 .