Вам бонус- начислено 1 монета за дневную активность. Сейчас у вас 1 монета

3.3 Функция диссипации Сопряженные процессы в открытых системах

Лекция



Привет, Вы узнаете о том , что такое функция диссипации сопряженные процессы в открытых сис х, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое функция диссипации сопряженные процессы в открытых сис х , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Синергетика.

Если одновременно протекают несколько необратимых процессов, то в открытой системе эти процессы сопряжены друг с другом: потоки J1 и J2 зависят от сил X1 и X2, т.е.

3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах =J1X1 + J2X23.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах 0, но
J1=L11X1+ L12X2,       J2=L21X1+L22X2.

Здесь L11, L12, L21, L22 - коэффициенты пропорциональности.

Эти уравнения линейные, что имеет место для систем, близких к равновесию, при этом справедливо соотношение

L12 = L21 (1)
известное как теорема Онзигера. Ее смысл состоит в том, что поток J1, вызванный силой X2, такой же, как поток J2, вызванный силой X1.

При малых отклонениях от состояния равновесия между потоками и силами имеются линейные зависимости. Например, поток массы j [кг/(м2.с) ] связан с градиентом концентрации grad C зависимостью (закон Фика):

j = - D grad C,
поток теплоты q выражается через градиент температуры grad T с помощью закона Фурье:
q = - 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах grad T,
а сила электрического тока I вызывается градиентом потенциалов grad j (закон Ома):
jэ = - (1/3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах ) grad j.

В этих уравнениях D, 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах , (1/3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах ) - коэффициенты диффузии, теплопроводности и электропроводности.

Если протекают одновременно несколько необратимых процессов, то в открытой неравновесной системе эти процессы сопряжены друг с другом и могут приводить к появлению новых эффектов. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Например, от наложения тепло- и электропроводности появляется термоэлектричество, при наложении диффузии и теплопроводности - термодиффузия.

Рассмотрим отдельные примеры. В случае термодиффузии потоки вещества (- D grad C) и тепловой энергии (- 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах grad T) сопряжены

j = - D grad C - 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах grad T, (2)
т. е. поток массы j возникает и под действием градиента концентрации и градиента температуры. 

3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах
Рис 1 Смесь двух газов в сосуде. а) - равномерная температура; б) - есть градиент температур.


На рис. 1,а представлена смесь газов в сосуде, стенки которого имеют одинаковые температуры T, смесь находится в равновесном состоянии и S=Smax . Если стенки сосуда получат разные температуры T1 и T2, то возникнет процесс термодиффузии. При этом более легкие молекулы (большая подвижность) стремятся перейти в теплые области, а тяжелые молекулы - в холодные (рис. 1,б) - эффект Соре. При постоянном градиенте температур устанавливается стационарный градиент концентрации вещества. Одновременно с термодиффузией, вызывающей частичное разделение смеси, возникает противоположно направленная градиентная диффузия, стремящаяся выровнять концентрации. Отметим, что потери энтропии при разделении газов (больший порядок - меньше энтропия) перекрываются ее выигрышем вследствие теплопроводности. Следовательно, возможно реализовать процесс, идущий с понижением энтропии в результате сопряжения с энтропийно выгодным процессом.



Рассмотрим термоэлектрические явления в изотропных телах.

- Эффект Зеебека: на стыке двух различных проводников, имеющих разность температур 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах t возникает ЭДС Е = 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах t (3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах - коэф. ТЭДС). Поэтому, если из двух разных проводников составить замкнутую цепь и места контактов поддерживать при 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах t, то в цепи возникает ЭДС.

- Эффект Пельтье: при прохождении электрического тока через такую цепь на стыке выделяется или поглощается теплота Пельтье, пропорциональная силе тока.

- Эффект Томсона: при прохождении электрического тока в такой цепи помимо Джоулева тепла выделяется дополнительное тепло, пропорциональное градиенту температур.

При совместном действии электрических и тепловых процессов потоки тепла q и электричества j сопряжены

q = - 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах qrad t - П j, (3)
где П - коэффициент Пельтье.
jэ = (1/3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах )qradj + 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах qrad t,
где 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах и 3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах - удельное электрическое сопротивление и ТЭДС.

Зависимости (2)-(3) можно представить в форме уравнения, которое для многих процессов можно обобщить:

поток Ji, вызванный действием сил Хк, пропорционален этим силам

3.3 Функция диссипации  Сопряженные процессы в открытых системах ,

где Lik - коэффициенты пропорциональности этим силам (теплопроводности, диффузии, электропроводности, ТЭДС, Пельтье и др.). Теорема Онзагера (1) для многих сил примет общий вид

Lik = Lki

Эта зависимость означает, что имеется симметрия во взаимодействии различных процессов. Например, если qrad Т вызывает градиент концентраций, то последний порождает градиент температур.

Прочтение данной статьи про функция диссипации сопряженные процессы в открытых сис х позволяет сделать вывод о значимости данной информации для обеспечения качества и оптимальности процессов. Надеюсь, что теперь ты понял что такое функция диссипации сопряженные процессы в открытых сис х и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Синергетика

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про функция диссипации сопряженные процессы в открытых сис х
создано: 2016-12-17
обновлено: 2024-11-13
123



Рейтиг 9 of 10. count vote: 2
Вы довольны ?:


Поделиться:

Найди готовое или заработай

С нашими удобными сервисами без комиссии*

Как это работает? | Узнать цену?

Найти исполнителя
$0 / весь год.
  • У вас есть задание, но нет времени его делать
  • Вы хотите найти профессионала для выплнения задания
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • Приорететная поддержка
  • идеально подходит для студентов, у которых нет времени для решения заданий
Готовое решение
$0 / весь год.
  • Вы можите продать(исполнителем) или купить(заказчиком) готовое решение
  • Вам предоставят готовое решение
  • Будет предоставлено в минимальные сроки т.к. задание уже готовое
  • Вы получите базовую гарантию 8 дней
  • Вы можете заработать на материалах
  • подходит как для студентов так и для преподавателей
Я исполнитель
$0 / весь год.
  • Вы профессионал своего дела
  • У вас есть опыт и желание зарабатывать
  • Вы хотите помочь в решении задач или написании работ
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • подходит для опытных студентов так и для преподавателей

Комментарии


Оставить комментарий
Если у вас есть какое-либо предложение, идея, благодарность или комментарий, не стесняйтесь писать. Мы очень ценим отзывы и рады услышать ваше мнение.
To reply

Синергетика

Термины: Синергетика