Stacionární stav (termodynamika)

Stacionární stav - stav termodynamického systému , ve kterém zůstávají hodnoty termodynamických veličin - teplota , tlak , chemický potenciál složky směsi , hmotnostní rychlost [1] - ve všech částech systému v čase neměnné . Časová závislost alespoň jedné termodynamické veličiny je znakem nestacionárního stavu [2] [3] . Stacionární stav může být buď rovnovážný , nebo nerovnovážný. Posledně jmenované jsou realizovány pouze tehdy, když mezi termodynamickým systémem a jeho okolím probíhají procesy přenosu a termodynamické síly , a v důsledku toho jsou termodynamické toky na hranicích systému udržovány konstantní [2] [4] .

Stacionární stav, ve kterém vnější podmínky drží nějakou termodynamickou silovou konstantu, se nazývá stacionární stav prvního řádu . V případě dvou konstantních sil se mluví o stacionárním stavu druhého řádu atd. Stacionární stav nultého řádu není nic jiného než rovnovážný stav termodynamického systému. Stacionární stavy řádů vyšších než první jsou pro přírodní procesy zcela běžné [5] .

Stacionární zahrnují:

• stav termodynamické rovnováhy , charakterizovaný absencí toků ( energie , hmoty , hybnosti , náboje atd.) [6] , ve kterém za stálých vnějších podmínek může soustava setrvat neomezeně dlouho, a po odstranění vnějšího vlivu jakéhokoliv magnituda, což vedlo ke změně systému vlastností, ten se vrací do původního stavu. Rovnovážný stav lze také definovat jako stacionární stav, který není podporován tokem žádného procesu mimo systém [7] . Rovnovážný stav je vždy stacionární, ale stacionární stav nemusí být vůbec rovnovážný;
• stav metastabilní rovnováhy , kdy se při malém vnějším vlivu systém chová, jako by byl v termodynamické rovnováze (systém je stabilní vůči malým vlivům: nekonečně malý vliv způsobí nekonečně malou změnu stavu, a kdy tento vliv je eliminován, systém se vrací do původního stavu [6] ), přičemž při vnějším působení, které překročilo určitou hraniční hodnotu, se již systém nevrací do původního stavu, ale přechází buď do stabilnějšího metastabilního stavu, popř. do stavu termodynamické rovnováhy; termodynamické podmínky rovnovážné stability jsou splněny pro nekonečně malá virtuální zatížení a nejsou splněny pro zatížení přesahující mezní hodnotu;
• bráněný rovnovážný stav , kdy se nerovnovážný systém v mnoha ohledech skutečně chová jako v termodynamické rovnováze, například v důsledku toho, že v systému probíhá částečná rovnováha – mechanická a tepelná – ale nedochází k chemické rovnováze v důsledku nedostatek vhodných podmínek pro proudění potřebné pro jeho nastolení chemických reakcí;
• stacionární nerovnovážný stav, kdy nezávislost termodynamických veličin na čase je dána toky energie, hmoty, hybnosti, elektrického náboje atd. [6] ;
• statický (kvazi-statický, kvazi-rovnovážný, lokální-rovnovážný) stav, ve kterém je invariance termodynamických veličin v čase aproximací, s dostatečnou přesností pro řešení konkrétního problému, po dobu stanovenou podmínkami problému. v úvahu.

Poznámky

1. ↑ Rychlost těžiště , je to také hydrodynamická rychlost média .
2. ↑ 1 2 Fyzická encyklopedie, v. 4, 1994 , str. 677-678 .
3. ↑ Kirichenko N. A., Termodynamika, statistická a molekulová fyzika, 2005 , s. deset.
4. ↑ Sviridov V.V., Sviridov A.V., Fyzikální chemie, 2016 , s. 460.
5. ↑ Zharikov V.A., Základy fyzikální geochemie, 2005 , s. 118.
6. ↑ 1 2 3 Termodynamika. Základní pojmy. Terminologie. Písmenná označení veličin, 1984 , s. 7.
7. ↑ Anosov V. Ya., Pogodin S. A., Základní principy fyzikální a chemické analýzy, 1947 , s. 33.

Literatura

• Anosov V. Ya., Pogodin S. A. Základní principy fyzikální a chemické analýzy . - M . : Nakladatelství Akademie věd SSSR, 1947. - 876 s.
• Zharikov VA Základy fyzikální geochemie . — M .: Nauka; Nakladatelství Moskevské státní univerzity, 2005. - 656 s. — (Klasická vysokoškolská učebnice). - ISBN 5-211-04849-0 , 5-02-035302-7.
• Kirichenko NA Termodynamika, statistická a molekulární fyzika. - 3. vyd. - M .: Fizmatkniga, 2005. - 176 s. - ISBN 5-89155-130-6 .
• Sviridov V. V., Sviridov A. V. Fyzikální chemie. - Petrohrad. : Lan, 2016. - 597 s. - ISBN 978-5-8114-2262-3 .
• Termodynamika. Základní pojmy. Terminologie. Písmenná označení veličin / Resp. vyd. I. I. Novikov . - Akademie věd SSSR. Výbor pro vědeckou a technickou terminologii. Sbírka definic. Problém. 103. - M. : Nauka, 1984. - 40 s.
• Fyzická encyklopedie / Ch. vyd. A. M. Prochorov . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1994. - T. 4: Poynting-Robertsonův efekt - Streamers. - 704 s. - ISBN 5-85270-087-8 .