ترموديناميك اللاتوازن

ترموديناميك اللاتوازن في الكيمياء والفيزياء (بالإنجليزية:Non-equilibrium thermodynamics ) هو أحد فروع الديناميكا الحرارية ويتعامل مع تلك الأنظمة التي لا توجد في حالة توازن ترموديناميكي. ومعظم الأنظمة التي تواجهنا في الطبيعة هي أنظمة ليست في حالة توازن ترموديناميكي حيث أنها تتغير مع الوقت، وهي معرضة بصفة مستديمة أو غير مستديمة إلى التعامل مع مواد وطاقة تأتيها من أنظمة أخرى ومن تفاعلات كيميائية. وتهتم ترموديناميكا اللاتوازن بعمليات انتقال المواد والطاقة كما تهتم بسير التفاعلات الكيميائية .[1] ولا يزال كثير من الأنظمة الطبيعية بعيدا عن نطاق الدراسات السائدة في الديناميكا الحرارية.

الديناميكا الحرارية
فروع الديناميكا الحرارية
ترموديناميكا الغلاف الجوي \| ترموديناميكا بيولوجية \| ترموديناميك الثقب الأسود \| ترموديناميك كيميائي \| ترموديناميك كلاسيكي \| توازن ترموديناميكي \| ترموديناميك اللاتوازن \| ترموديناميك الظاهراتي \| ديناميكا لونية كمية \| ترموديناميكا إحصائية
قوانين الديناميكا الحرارية
القانون الصفري \| القانون الأول \| القانون الثاني \| القانون الثالث معادلات ديناميكية حرارية
العمليات الديناميكية الحرارية
عملية متساوية الضغط \| عملية متساوية الحرارة \| عملية كظومة (أديباتية) \| عملية متساوية الأنتالبية
مصطلحات
نظام دينامي حراري \| حالة نظام ديناميكي \| نظام مغلق \| نظام مفتوح \| نظام معزول \| دورة حركة حرارية\| دورة كارنو \| دورة أوتو \|دورة ديزل \|دورة رانكن \|تفاضل تام
خواص ترموديناميكية للسوائل
$T$ درجة الحرارة [K] $\rho$ الكثافة الحجمية [kg/m³] $c_{p}$ الحرارة النوعية عند ضغط ثابت [J/kg·K] $c_{v}$ الحرارة النوعية عند حجم ثابت [J/kg·K] $\mu$ اللزوجة الحركية [N/m²s] $\nu$ اللزوجة الكيناماتية [m²/s] $k$ الإيصالية الحرارية [W/m·K] $\alpha$ الانتشار الحراري [m²/s] $\beta$ معامل تمدد حراري [K^-1] $H$ الإنتالبية [J/kg] $S$ الإنتروبية [J/kg·K] $G$ طاقة جيبس الحرة [J/kg]

وتحتاج دراسة الأنظمة غير المتوازنة افتراضات أكثر من تلك التي نتعامل معها في التوازن الترموديناميكي. ويبدو الفرق بين الإثنين في سلوك الانظمة غير التناظرية والتي تحتاج في دراستها على معرفة معدلات تفاعل لنظام متجانس لا يعتبر في حالة توازن ترموديناميكي. وبالإضافة إلى ذلك تظهر صعوبة تعريف للإنتروبيا في أنظمة ليست في حالة توازن ترمويناميكي. [2][3]

نظرة عامة

دراسة ترموديناميكا اللاتوازن لا زالت في مرحلتها الأولى. وبعض المواضيع ذات الأهمية الخاصة والمتعلقة بترموديناميك اللاتوازن تتضمن معدل انتشار الطاقة (Rayleigh 1873, [4] Onsager 1931,[5][6][7]), معدل إنتاج الإنتروبيا (Onsager 1931),[5] الحقول الترموديناميكية [8][9] والبنيات الانتشارية ,[10] وديناميكا البنيات غير الخطية.[7]

كذلك يحظي إنتاج الإنتروبي في الحالات غير المتوازنة بالاهتمام. ومن ضمن تلك الدراسات ما يسمى " الترموديناميكية غير العكوسية المستمرة 'extended irreversible thermodynamics'. [3][11]

مراجع

Fowler, R., Guggenheim, E.A. (1939). Statistical Thermodynamics, Cambridge University Press, Canbridge UK, page vii.
Grandy, W.T., Jr (2008). Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-954617-6.
Lebon, G., Jou, D., Casas-Vázquez, J. (2008). Understanding Non-equilibrium Thermodynamics: Foundations, Applications, Frontiers, Springer-Verlag, Berlin, e-ISBN 978-3-540-74252-4.
Strutt, J. W. (1871). "Some General Theorems relating to Vibrations". Proceedings of the London Mathematical Society. s1-4: 357–368. doi:10.1112/plms/s1-4.1.357. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Onsager, L. (1931). "Reciprocal relations in irreversible processes, I". Physical Review. 37 (4): 405–426. Bibcode:1931PhRv...37..405O. doi:10.1103/PhysRev.37.405. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Gyarmati, I. (1970). Non-equilibrium Thermodynamics. Field Theory and Variational Principles, translated by E. Gyarmati and W.F. Heinz, Springer, Berlin.
Lavenda, B.H. (1978). Thermodynamics of Irreversible Processes, Macmillan, London, ISBN 0-333-21616-4.
Ziegler, H., (1983). An Introduction to Thermomechanics, North-Holland, Amsterdam, ISBN 0-444-86503-9.
Balescu, R. (1975). Equilibrium and Non-equilibrium Statistical Mechanics, Wiley-Interscience, New York, ISBN 0-471-04600-0, Section 3.2, pages 64-72.
Glansdorff, P., Prigogine, I. (1971). Thermodynamic Theory of Structure, Stability, and Fluctuations, Wiley-Interscience, London, 1971, (ردمك 0-471-30280-5).
Jou, D., Casas-Vázquez, J., Lebon, G. (1993). Extended Irreversible Thermodynamics, Springer, Berlin, (ردمك 3-540-55874-8), (ردمك 0-387-55874-8).

بوابة الفيزياء

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Fowler, R., Guggenheim, E.A. (1939). Statistical Thermodynamics, Cambridge University Press, Canbridge UK, page vii.

[Grandy_2008-2] Grandy, W.T., Jr (2008). Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-954617-6.

[Lebon_Jou_Casas-Vázquez_2008-3] Lebon, G., Jou, D., Casas-Vázquez, J. (2008). Understanding Non-equilibrium Thermodynamics: Foundations, Applications, Frontiers, Springer-Verlag, Berlin, e-ISBN 978-3-540-74252-4.

[Rayleigh_1873-4] Strutt, J. W. (1871). "Some General Theorems relating to Vibrations". Proceedings of the London Mathematical Society. s1-4: 357–368. doi:10.1112/plms/s1-4.1.357. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[Onsager_1931_I-5] Onsager, L. (1931). "Reciprocal relations in irreversible processes, I". Physical Review. 37 (4): 405–426. Bibcode:1931PhRv...37..405O. doi:10.1103/PhysRev.37.405. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[Gyarmati_1970-6] Gyarmati, I. (1970). Non-equilibrium Thermodynamics. Field Theory and Variational Principles, translated by E. Gyarmati and W.F. Heinz, Springer, Berlin.

[Lavenda_1978-7] Lavenda, B.H. (1978). Thermodynamics of Irreversible Processes, Macmillan, London, ISBN 0-333-21616-4.

[Ziegler_1983-8] Ziegler, H., (1983). An Introduction to Thermomechanics, North-Holland, Amsterdam, ISBN 0-444-86503-9.

[Balescu-9] Balescu, R. (1975). Equilibrium and Non-equilibrium Statistical Mechanics, Wiley-Interscience, New York, ISBN 0-471-04600-0, Section 3.2, pages 64-72.

[G&P_1971-10] Glansdorff, P., Prigogine, I. (1971). Thermodynamic Theory of Structure, Stability, and Fluctuations, Wiley-Interscience, London, 1971, (ردمك 0-471-30280-5).

[JCVL_1993-11] Jou, D., Casas-Vázquez, J., Lebon, G. (1993). Extended Irreversible Thermodynamics, Springer, Berlin, (ردمك 3-540-55874-8), (ردمك 0-387-55874-8).

ترموديناميك اللاتوازن

نظرة عامة

اقرأ أيضا

مراجع