2.3. Expresia generală a ratei de producție a entropiei
Caracteristica cea mai distinctă a structurii producției de entropie pentru fiecare tip de procese neechilibru manifestate în ecuațiile diferențiale (2.7) și (2.13) și (2.24). Incrementul entropiei este dată de produse de două variabile: 1) cantitatea de substanță transportată sau transformată în sistem sau, și 2) o diferență între valorile parametrului intensiv indică o deviație sistem parțial de echilibru - termic sau concentrare chimică. Abaterea de la echilibrul termic se exprimă prin diferența dintre temperaturile reciproce ale părților interacțioase ale sistemului; abaterea de la echilibrul de concentrație - prin diferențele dintre potențialele chimice ale componentelor din diferite părți ale sistemului; abaterea de la echilibrul chimic - diferența dintre sumele potențialelor chimice ale reactanților inițiali și ale produselor de reacție. Aceste diferențe sunt "forțele motrice" ale proceselor spontane corespunzătoare. Producția de entropie, calculată pe o singură cantitate de substanță transferată sau transformată, depinde numai de mărimea "forței motrice".
Termodinamica proceselor non-echilibrice dă o expresie generală pentru rata locală de producere a entropiei în fiecare volum unitar elementar al unui sistem de nerambursare
unde - viteza de producție (funcția sursă) a entropiei, J K -1 s -1 m -3; - fluxul de căldură; - fluxul de difuzie al celei de-a treia componente chimice; - viteza reacției chimice j; Aj - afinitate chimică (atracție) a sistemului în raport cu reacția j-lea; , și sunt componentele vectorului de viteză al mediului; , și sunt fluxurile de difuzie ale componentelor x-, y- și z ale vectorului de impuls. După cum este ușor de văzut, primii trei termeni pe partea dreaptă (2.25) corespund în structura lor, obținută mai sus expresiile (2.7) și (2.13) și (2.24). Ultimul termen în (2.25), care caracterizează producția de entropie din cauza momentului de transfer spontan, pentru a simplifica scris aici în legătură cu fluxul de un mediu incompresibil. Astfel, producerea entropiei este un indicator universal care însumează gradul de îndepărtare a diferitelor procese care apar în sistem din condiții de echilibru.
Din pozițiile teoriei constructive a proceselor tehnologice, nu este nevoie să abordăm traiectoriile de echilibru ale proceselor ca o abstractizare absolută. Valoarea principală este mărimea relativă a producției de entropie în comparație cu scala globală a schimbării entropiei substanței active. Prin urmare, un proces practic de echilibru (cvasi-echilibru) poate fi considerat unul care se desfășoară la forțe suficient de mici, dar finite, oferind. O viziune pe larg a proceselor de echilibru ca infinit lent. Totuși, aceasta este o viziune prea simplistă și nu constructivă a problemei. După cum se poate observa din ecuațiile de producție a entropiei, acestea din urmă nu țin cont de mecanismele specifice ale proceselor, iar caracteristicile cinetice nu apar deloc în ele. Prin urmare, cerința de implementare foarte lentă a procesului ca o condiție necesară pentru cvasi-echilibrul său nu rezultă de oriunde. În principiu, și cu o foarte mică forțe motrice - datorită organizării raționale în etape a procesului de reale și sporesc caracteristicile cinetice absolute ale pașilor săi (coeficienților de căldură și de transfer de masă, constantele de viteză de reacție) poate fi prevăzut cu un proces suficient de mare viteză în ansamblu. Este posibil să se facă fără cilindrii ipotetici cu pistoane, termostate și chemostați.
Articole similare
-
Umplerea sistemului de încălzire cu un lichid de răcire - video, calcul, viteză, presiune, volum
-
Sistem de frânare antilock, dispozitiv, schemă de conexiuni, scheme electrice
Trimiteți-le prietenilor: