Ikke-ligevægt termodynamik er en gren af termodynamik, der beskæftiger sig med termodynamiske systemer, der ikke er i termodynamisk ligevægt. De fleste systemer findes i naturen ikke er i termodynamisk ligevægt; for de ændrer eller kan udløses til at ændre sig over tid, og er kontinuerligt og diskontinuerligt underlagt flux af stof og energi til og fra andre systemer, og for kemiske reaktioner. Ikke-ligevægts termodynamik vedrører transportprocesser og med satserne for kemiske reaktioner. Mange naturlige systemer stadig i dag forbliver uden for rammerne af aktuelt kendte makroskopiske termodynamiske metoder.
Den termodynamiske undersøgelse af ikke-ligevægts-systemer kræver mere generelle begreber, end behandles af ligevægt termodynamik. Et grundlæggende forskel mellem ligevægt termodynamik og ikke-ligevægt termodynamik ligger i adfærd inhomogene systemer, som kræver for deres studie viden om satserne for reaktion, der ikke anses i ligevægt termodynamik homogene systemer. Dette diskuteres nedenfor. En anden grundlæggende forskel er vanskeligheden ved at definere entropi i makroskopiske vilkår for systemer ikke i termodynamisk ligevægt.
Oversigt
Ikke-ligevægt termodynamik er et arbejde i gang, ikke en etableret bygningsværk. Denne artikel vil forsøge at skitsere nogle tilgange til det og nogle begreber er vigtige for det.
Nogle begreber af særlig betydning for ikke-ligevægt termodynamik inkluderer tid på spredning af energi, tid på entropi produktion, termodynamiske felter, dissipative struktur, og ikke-lineære dynamiske struktur.
Af interesse er den termodynamiske undersøgelse af ikke-ligevægts stationære tilstande, hvor entropi produktion og nogle strømme er ikke-nul, men der er ikke tid variation.
Et indledende tilgang til ikke-ligevægt termodynamik kaldes undertiden 'klassiske irreversible termodynamik ". Der er andre tilgange til ikke-ligevægt termodynamik, f.eks udvidet irreversible termodynamik, og generaliserede termodynamik, men de er næppe berørt i denne artikel.
Kvasi-strålingsfri ikke-ligevægt termodynamik af stof i laboratorieforhold
Ifølge Wildt, aktuelle versioner af ikke-ligevægt termodynamik ignorere strålevarme; de kan gøre det, fordi de henviser til laboratorie mængder stof under laboratorieforhold med temperaturer langt under dem af stjerner. Ved laboratorie temperaturer, i laboratorie mængder af stof, varmestråling er svag og kan praktisk talt næsten ignoreret. Men, for eksempel, er atmosfærisk fysik beskæftiger sig med store mængder af stof, besætter kubikkilometer, at, som helhed, er ikke inden for intervallet laboratorium mængder; derefter varmestråling kan ikke ignoreres.
Lokale ligevægt termodynamik
Udtrykkene »klassiske irreversible termodynamik" og "lokale ligevægt termodynamik" er undertiden bruges til at henvise til en version af ikke-ligevægts termodynamik, der kræver visse forenklende antagelser, som følger. Forudsætningerne har den virkning, at hvert meget lille volumen element i systemet effektivt homogent, eller godt blandet, eller uden en effektiv rumlig struktur, og uden kinetisk energi af bulk flow eller af diffusive flux. Selv inden tanken-frame af klassiske irreversible termodynamik, er der behov pleje i at vælge de uafhængige variable for systemer. I nogle skrifter, antages det, at de intensive variable ligevægt termodynamik er tilstrækkelige som de uafhængige variabler for opgaven; i særdeleshed er lokal flow intensive variabler ikke optaget som uafhængige variable; lokale strømme betragtes som afhængige af kvasistatiske lokale intensive variabler. Det antages også, at den lokale entropi massefylde er den samme funktion af de andre lokale intensive variabler som i ligevægt; dette kaldes den lokale termodynamisk ligevægt antagelse). Stråling ignoreres, fordi det er overførsel af energi mellem regioner, som kan være fjernt fra hinanden. I den klassiske irreversible termodynamiske strategi er der tillades meget lille rumlig variation fra meget små mængder element til tilstødende meget lille volumen element, men det antages, at den globale entropi af systemet kan findes ved simpel fysisk integration af den lokale entropi densitet ; det betyder, at rumlige struktur ikke kan bidrage så det ordentligt bør til det globale entropi vurdering for systemet. Denne tilgang forudsætter rumlig og tidsmæssig kontinuitet og endda differentiabilitet af lokalt definerede intensive variabler såsom temperatur og intern energitæthed. Alle disse er meget strenge krav. Derfor kan denne fremgangsmåde kun dækker en meget begrænset række af fænomener. Denne fremgangsmåde er imidlertid værdifuld, fordi den kan behandle godt med nogle makroskopisk observerbare fænomener.
Lokale ligevægt termodynamik med materialer med "hukommelse"
En yderligere udvidelse af lokale ligevægt termodynamik er at tillade, at materialer kan have "hukommelse", så deres konstitutive ligninger afhænger ikke blot af nutidsværdier, men også på tidligere værdier af lokale ligevægt variabler. Således tid kommer ind i billedet mere dybt end for tidsafhængige lokale ligevægt termodynamik med hukommelsesløs materialer, men flusmidler er ikke uafhængige variable af staten.
Udvidede irreversible termodynamik
Udvidet irreversibel termodynamik er en gren af ikke-ligevægts termodynamik, der går uden for begrænsningen til den lokale ligevægt hypotese. Rummet af tilstandsvariable udvides ved at inkludere de strømme af masse, momentum og energi og i sidste ende højere orden flusmidler. Formalismen er velegnet til at beskrive højfrekvente processer og små længdeskalaer materialer.
Grundlæggende begreber
Der er mange eksempler på stationære ikke-ligevægtssystemer, nogle meget enkle, ligesom et system indesluttet mellem to termostater ved forskellige temperaturer eller den almindelige Couette flow, en væske indesluttet mellem to flade vægge bevæger sig i modsatte retninger og definerer ikke-ligevægtsbetingelser på vægge. Laser handling er også en ikke-ligevægt proces, men det afhænger af afgang fra lokale termodynamisk ligevægt og er dermed uden for rammerne af klassiske irreversible termodynamik; her en stærk temperaturforskel opretholdes mellem to molekylære frihedsgrader, kravet om tokomponent temperaturer, "i en lille region af rummet, er til hinder for lokale termodynamisk ligevægt, som kræver, at kun en temperatur være nødvendig. Dæmpning af akustiske forstyrrelser eller chokbølger er ikke-stationære ikke-ligevægt processer. Driven komplekse væsker, turbulente systemer og briller er andre eksempler på ikke-ligevægt-systemer.
Mekanikken i makroskopiske systemer afhænger af en række af omfattende mængder. Det skal understreges, at alle systemer permanent interagerer med deres omgivelser, hvorved uundgåelige udsving i omfattende mængder. Ligevægtsbetingelser af termodynamiske systemer er relateret til den maksimale egenskab af entropi. Hvis den eneste omfattende mængde, får lov til at svinge er den interne energi, idet alle de øvrige holdes strengt konstant, temperaturen af systemet er målbar og meningsfuld. Systemets egenskaber er så mest bekvemt beskrevet ved hjælp af termodynamiske potentiale Helmholtz fri energi, en Legendre transformation af energi. Hvis, ved siden af udsving i energi, bliver de makroskopiske dimensioner af systemets venstre svingende, bruger vi Gibbs fri energi, hvor systemets egenskaber bestemmes både af temperaturen og trykket.
Ikke-ligevægts-systemer er langt mere komplekse, og de kan gennemgå udsving i mere omfattende mængder. De randbetingelser pålægge dem bestemte intensive variabler, ligesom temperaturgradienter eller forvrænget kollektive bevægelser, ofte kaldet termodynamiske kræfter. Hvis frie energier er meget nyttige i ligevægtsmodeller termodynamik, skal det understreges, at der ikke er nogen generel lov der definerer stationære ikke-ligevægt egenskaber af energi som er den anden lov om termodynamik for entropien i ligevægt termodynamik. Det er derfor i disse tilfælde en mere generaliseret Legendre transformation bør overvejes. Dette er den udvidede Massieu potentiale. Definition entropien er en funktion af indsamling af omfattende mængder. Hver omfattende mængde har et konjugat intensiv variabel, således at:
Vi definerer derefter den udvidede Massieu funktion som følger:
hvor er Boltzmanns konstant, hvorfra
De uafhængige variable er intensiteterne.
Intensiteter er globale værdier, som gælder for systemet som helhed. Når grænser pålægge til systemet forskellige lokale forhold ,, der er intensive variabler, der repræsenterer den gennemsnitlige værdi og andre, der repræsenterer hældninger eller højere øjeblikke. Sidstnævnte er de termodynamiske kræfter drivende fluxe af omfattende egenskaber gennem systemet.
Det kan vises, at Legendre transformation ændrer den maksimale tilstand af entropi i et minimalt tilstand af forlænget Massieu funktion for stationære tilstande, uanset om ved ligevægt eller ej.
Stationære tilstande, udsving, og stabilitet
I termodynamik man er ofte været interesseret i en stationær tilstand af en proces, der giver mulighed at den stationære tilstand omfatter forekomsten af uforudsigelige og eksperimentelt unreproducible udsving i systemets tilstand. Udsvingene skyldes systemets interne delprocesser og udveksling af stof eller energi med systemets omgivelser, der skaber de begrænsninger, der definerer processen.
Hvis den stationære tilstand af processen er stabil, så unreproducible udsving inddrage de lokale forbigående fald i entropi. Den reproducerbare respons af systemet derefter at øge entropien tilbage til sin maksimum af irreversible processer: udsving ikke kan reproduceres med en betydelig grad af sandsynlighed. Udsving om stabile stationære tilstande er meget små, undtagen nær kritiske punkter. Den stabile stationær tilstand har et lokalt maksimum entropi og lokalt er den mest reproducerbare systemets tilstand. Der er sætninger om den irreversible spredning af udsving. Her lokal «forstås lokal i forhold til det abstrakte rum af termodynamiske koordinater for systemets tilstand.
Hvis den stationære tilstand er ustabil, så enhver udsving vil næsten helt sikkert udløse næsten eksplosiv afgang af systemet fra den ustabile stationære tilstand. Dette kan være ledsaget af øget eksport af entropi.
Lokale termodynamisk ligevægt
Omfanget af nutidens ikke-ligevægt termodynamik dækker ikke alle fysiske processer. En betingelse for gyldigheden af mange undersøgelser i ikke-ligevægt termodynamik af sagen er, at de beskæftiger sig med, hvad der er kendt som den lokale termodynamisk ligevægt.
Lokal termodynamisk ligevægt af målelige stof
Lokal termodynamisk ligevægt af stof betyder, at begrebsmæssigt, til undersøgelser og analyser, kan systemet være rumligt og tidsligt opdelt i 'celler' eller 'mikro-faser "af lille størrelse, hvor klassiske termodynamiske ligevægtsbetingelser for sagen er opfyldt til god tilnærmelse. Disse betingelser er opfyldt, for eksempel i meget fortyndede gasser, hvor molekylære kollisioner er sjældent; og i de grænselag af en stjerne, hvor strålingen passerer energi til rummet; og for at interagere fermioner ved meget lav temperatur, hvor dissipative processer bliver ineffektiv. Når disse "celler" er defineret, man indrømmer, at stof og energi kan passere frit mellem sammenhængende "celler", langsomt nok til at forlade de "celler" i deres respektive individuelle lokale termodynamiske ligevægt med hensyn til intensive variable.
Man kan tænke her af to 'afslapning tider "adskilt af størrelsesorden. Jo længere relaksationstiden er af den størrelsesorden gange tages for den makroskopiske dynamiske opbygning af systemet til at ændre. Jo kortere er af den størrelsesorden gange taget for en enkelt "celle" for at nå lokale termodynamisk ligevægt. Hvis disse to relaksationstider ikke er godt adskilt, så den klassiske ikke-ligevægt termodynamisk begreb lokale termodynamisk ligevægt mister sin betydning og andre metoder har at blive foreslået, se for eksempel udvidet irreversible termodynamik. For eksempel, i atmosfæren, lydens hastighed er meget større end vindhastigheden; dette favoriserer tanken om lokale termodynamisk ligevægt af stof til atmosfæriske undersøgelser varmeoverførsel i højder under omkring 60 km, hvor lyden udbreder, men ikke over 100 km, hvor, på grund af mangel på intermolekylære kollisioner, er lyden ikke formere sig.
Milne s 1928 definition af lokale termodynamisk ligevægt, hvad angår strålingspåvirkning ligevægt
Milne, tænker stjerner, gav en definition af 'lokale termodynamisk ligevægt "i form af den termiske stråling af sagen i hvert lille lokale" celle ". Han definerede 'lokal termodynamisk ligevægt' i en 'celle' ved at kræve, at det makroskopisk absorbere og spontant udsender stråling, som om det var i stråling ligevægt i et hulrum ved temperaturen af sagen af "celle". Så er det strengt adlyder Kirchhoffs lov om lige radiativ emissivitet og absorptionsevne, med en sort krop kilde funktion. Nøglen til lokale termodynamisk ligevægt her er, at antallet af kollisioner af målelige stof partikler såsom molekyler langt overstiger satserne for skabelse og udslettelse af fotoner.
Entropi i skiftende systemer
Det er påpeget af WT Grandy Jr at entropi, selvom det kan defineres for en ikke-ligevægt-system, er når det er strengt betragtes kun en makroskopisk mængde, der refererer til hele systemet, og er ikke en dynamisk variabel og generelt ikke fungere som et lokalt potentiale, beskriver lokale fysiske kræfter. Under særlige omstændigheder, men man kan metaforisk tænke, som om de termiske variabler opførte sig som de lokale fysiske kræfter. Tilnærmelsen der udgør klassiske irreversible termodynamik er bygget på denne metaforiske tænkning.
Strømme og kræfter
Den grundlæggende relation af klassiske ligevægts termodynamik
udtrykker ændringen i entropi af et system som funktion af den intensive mængder temperatur, tryk og kemiske egenskaber og differentialer af de omfattende mængder energi, volumen og partikelantal.
Efter Onsager, lad os udvide vores overvejelser til termodynamisk ikke-ligevægts-systemer. Som udgangspunkt, behøver vi lokalt definerede versioner af de omfattende makroskopiske mængder, og og de intensive makroskopiske mængder, og.
For klassiske ikke-ligevægt undersøgelser, vil vi overveje nogle nye lokalt definerede intensive makroskopiske variabler. Vi kan, under passende forhold, udlede de nye variabler ved lokalt at definere gradienter og fluxdensitet på de grundlæggende lokalt definerede makroskopiske mængder.
Sådanne lokalt definerede gradienter intensive makroskopiske variabler kaldes "termodynamiske kræfter". De »drive« fluxdensitet, måske misvisende ofte kaldet »fluxe", som dual til kræfter. Disse mængder er defineret i artiklen om Onsager gensidige relationer.
Etablering forholdet mellem disse kræfter og fluxdensitet er et problem i statistisk mekanik. Fluxdensitet kan kobles. Artiklen om Onsager gensidige relationer anser den stabile nær-konstant termodynamisk ikke-ligevægt regime, som har dynamik lineær i de kræfter og flux tætheder.
I stationære forhold, sådanne kræfter og tilknyttede fluxdensitet er per definition tidsinvariant, som det også er systemets lokalt defineret entropi og hastigheden af entropi produktion. Især i henhold til Ilya Prigogine og andre, når et åbent system er i forhold, der gør det muligt at nå frem til en stabil stationær termodynamisk ikke-ligevægtstilstand, det organiserer sig for at minimere den samlede entropi produktion defineres lokalt. Dette anses yderligere nedenfor.
Man ønsker at tage analysen til den videre fase af at beskrive opførslen af overflade og volumen integraler af ikke-stationære lokale mængder; disse integraler er makroskopiske flusmidler og produktion satser. Generelt dynamikken i disse integraler ikke er tilstrækkeligt beskrevet af lineære ligninger, men i særlige tilfælde kan de så beskrevet.
Relationerne Onsager
Efter afsnit III i Rayleigh, Onsager viste, at i regimet, hvor både strømmene er små og termodynamiske kræfter varierer langsomt, satsen for oprettelsen af entropi er lineært relateret til strømmene:
og strømmene er relateret til gradienten af kræfter, parametriseret af en matrix af koefficienter konventionelt betegnes:
hvoraf det følger, at:
Den anden lov om termodynamik kræver, at matricen være positiv konkret. Statistisk mekanik overvejelser involverer mikroskopisk reversibilitet af dynamik indebærer, at matricen er symmetrisk. Dette forhold kaldes Onsager gensidige relationer.
Spekuleret termodynamiske extremalprincipper til energi dissipation og entropi produktion
Jou, Casas-Vazquez, Lebon opmærksom på, at klassiske ikke-ligevægt termodynamik "har oplevet en ekstraordinær udvidelse siden anden verdenskrig", og de henviser til de Nobelpriser til arbejde i marken tildelt Lars Onsager og Ilya Prigogine. Martyushev og Seleznev bemærke vigtigheden af entropi i udviklingen af naturlige dynamiske strukturer: ". Stor bidrag er blevet gjort i denne henseende af to videnskabsmænd, nemlig Clausius, ..., og Prigogine" Prigogine i hans 1977 Nobel Foredrag sagde: "... ikke-ligevægt kan være en kilde til orden irreversible processer kan føre til en ny form for dynamiske stater i sagen, som jeg har kaldt." Dissipative strukturer "." Glansdorff og Prigogine skrev på side xx: "Sådanne 'symmetri bryde ustabilitet' er af særlig interesse, da de fører til en spontan" selvorganisering "af systemet, både fra det synspunkt sin plads orden og dens funktion."
Analyse af Rayleigh-Benard konvektion celle fænomen, skrev Chandrasekhar "Ustabilitet opstår ved den laveste temperatur gradient ved hvilken en balance kan opretholdes mellem den kinetiske energi, der spredes ved viskositet og det indre energimarked frigivet af opdrift kraft." Med en temperaturgradient større end den minimale, kan viskositeten spreder kinetisk energi så hurtigt som det frigives ved konvektion på grund af opdrift, og en stabil tilstand med varmluft er stabil. Steady state med konvektion er ofte et mønster af makroskopisk synlige sekskantede celler med konvektion op eller ned i midten eller på "mure" af hver celle, afhængigt af temperaturen afhængighed af de mængder; i atmosfæren under forskellige betingelser forekommer det, at enten er mulig. på side 143-158.) Med en temperaturgradient mindre end minimum, viskositet og varmeledning er så effektiv, at konvektion ikke kan holde ud.
Glansdorff og Prigogine på side xv skrev "dissipative strukturer har en helt anden status:. De er dannet og vedligeholdt gennem effekten af udveksling af energi og stof i ikke-ligevægtsbetingelser" De henviste til spredning funktion Rayleigh, der blev brugt også af Onsager. På side 78-80 i deres bog Glansdorff og Prigogine overveje stabiliteten af laminar strømning, der blev udviklet af Helmholtz; konkluderede de, at på et stabilt steady state af tilstrækkelig langsom laminar strømning, for stort funktionen var minimum.
Disse fremskridt har ført til forslag om forskellige extremal principper for de "selvorganiserede" regimer, der er mulige for systemer omfattet af klassisk lineære og ikke-lineære ikke-ligevægt termodynamiske love, med stabile stationære regimer er særligt undersøgt. Konvektion introducerer effekter af momentum, der vises som ulinearitet i dynamiske ligninger. I den mere begrænsede tilfælde af ingen konvektive bevægelse, Prigogine skrev om "dissipative strukturer". Šilhavý tilbyder den opfattelse, at "... de extremalprincipper termodynamikkens ... ikke har nogen pendant til stabile tilstande."
Prigogine foreslåede sætning på minimum entropi produktion til meget langsom rent diffusive overførsel
I 1945 Prigogine) foreslået en "Sætning af Minimum entropi Production", der kun gælder for rent diffusive lineære ordning, med ubetydelige inerti vilkår, i nærheden af en stationær termodynamisk ikke-ligevægtstilstand. Prigogine forslag er, at hastigheden af entropi produktion er lokalt minimum på hvert punkt. Den tilbydes af Prigogine bevis er åben for alvorlig kritik. En kritisk og unsupportive diskussion af Prigogine forslag tilbydes af Grandy. Det er blevet vist ved Barbera, at den samlede hele kroppen entropi produktionen ikke kan være minimum, men dette papir ikke overveje forslaget fra Prigogine punktvis minimum. Et forslag nært beslægtet med Prigogine har, er, at punktvis på entropi produktionen skal have sin maksimale værdi minimeres ved steady state. Dette er kompatible, men ikke identiske, med Prigogine forslag. Desuden NW Tschoegl foreslår et bevis, måske mere fysisk motiveret end Prigogine s, der ville, hvis gyldige støtte indgåelsen af Helmholtz og Prigogine, at under disse begrænsede betingelser, entropi produktion er på en punktvis minimum.
Hurtigere overførsel med konvektive omløb: anden entropi
I modsætning til tilfældet med tilstrækkelig langsom overførsel med linearitet mellem flux og generaliseret kraft med ubetydelige inerti set kan der være varmeoverførsel, der ikke er meget langsom. Så er der deraf følgende ikke-linearitet, og varme flow kan udvikle sig til faser af konvektiv cirkulation. I disse tilfælde, er tiden på entropi produktion har vist sig at være en ikke-monoton funktion af tiden under tilgang til steady state varme konvektion. Dette gør disse sager er forskellige fra den nær-termodynamiske-ligevægt regime meget-slow-overførsel med linearitet. Derfor den lokale tid på entropi produktion, defineret i henhold til den lokale termodynamisk ligevægt hypotese, er ikke en tilstrækkelig variabel for forudsigelse af tidsforløbet for langt-fra-termodynamisk ligevægt processer. Princippet om minimal entropi produktionen ikke finder anvendelse på disse sager.
For at dække disse tilfælde er der behov for mindst et yderligere tilstand variabel, en ikke-ligevægt mængde, den såkaldte anden entropi. Dette synes at være et skridt i retning generalisering ud over den klassiske termodynamikkens anden lov, til at omfatte ikke-ligevægt tilstande eller processer. Den klassiske lov kun refererer til tilstande af termodynamisk ligevægt, og lokalt termodynamisk ligevægt teori er en tilnærmelse, der er afhængig af det. Alligevel er det påberåbes for at beskæftige sig med fænomener nær, men ikke i termodynamisk ligevægt, og har nogle anvendelser derefter. Men det klassiske er utilstrækkelig til beskrivelse af tidsforløbet af processer langt fra termodynamisk ligevægt. For sådanne fremgangsmåder, der er behov for en mere kraftfuld teori, og den anden entropi er en del af en sådan teori.
Spekuleret principper for maksimal entropi produktion og minimal energi dissipation
Onsager skrev: "Således vektoren feltet J af varmestrømmen er beskrevet af den betingelse, at stigningstakten i entropi, mindre spredning funktionen, være et maksimum." Omhyggelig note skal tages af de modstående tegn på hastigheden af entropi produktion og spredning funktion, vises i venstre side af Onsager ligning på Onsager side 423.
Selvom stort set ubemærket på det tidspunkt, Ziegler foreslog en idé tidligt med sit arbejde i mekanikken af plast i 1961, og senere i sin bog om termomekanik reviderede i 1983, og i forskellige papirer,). Ziegler aldrig udtalt sin princip som en universel lov, men han kan have intuited dette. Han demonstrerede sin princip ved hjælp af vektor plads geometri baseret på en "orthogonality tilstand", som kun arbejdede i systemer, hvor hastighederne blev defineret som en enkelt vektor eller tensor, og dermed, da han skrev på s. 347, var "umuligt at teste ved hjælp af makroskopiske mekaniske modeller", og var, som han påpegede, ugyldig, "sammensatte systemer, hvor flere elementære processer finder sted samtidig".
I forhold til jordens atmosfæriske energitransport proces, ifølge Tuck, "På den makroskopiske plan har den måde blevet udviklet af en meteorolog." Oprindeligt Paltridge brugt terminologien "mindste entropi udveksling", men efter at for eksempel i Paltridge, og i Paltridge, brugte han nu aktuel terminologi "maksimal entropi produktion" til at beskrive den samme ting. Logikken i Paltridge tidligere arbejde er åben for alvorlig kritik. Nicolis og Nicolis diskutere Paltridge arbejde, og de kommentere, at opførslen af entropi produktion er langt fra enkel og universel. Senere arbejde ved Paltridge fokuserer mere på ideen om en spredning funktion end på tanken om hastigheden af produktionen af entropi.
Sawada, også i forhold til Jordens atmosfæriske energitransport proces, postulere et princip om største mængde entropi tilvækst per tidsenhed, citerer arbejde i fluid mekanik ved Malkus og Veronis at have "bevist et princip om maksimal varme strøm, som igen er en maksimal entropi produktion for en given randbetingelse ", men denne slutning er ikke logisk gyldig. Igen undersøger planetariske atmosfæriske dynamik, Shutts brugt en tilgang til definitionen af entropi produktion, forskellig fra Paltridge s, for at undersøge en mere abstrakt måde at kontrollere princippet om maksimal entropi produktion, og rapporteres en god pasform.
Udsigterne
Indtil for nylig har udsigter til nyttige extremal principper på dette område syntes forplumret. C. Nicolis konkluderer, at én model af atmosfæriske dynamik har en attraktor, der ikke er en ordning med maksimum eller minimum bortledning; hun siger dette synes at udelukke, at eksistensen af et globalt organiserende princip, og siger, at det er til en vis grad skuffende; Hun peger også på vanskeligheden ved at finde en termodynamisk konsistent form for entropi produktion. En anden top ekspert tilbyder et omfattende diskussion af mulighederne for principperne for ekstrema entropi produktion og spredning af energi: kapitel 12, Grandy er meget forsigtig, og finder det vanskeligt at definere "sats for intern entropi produktion 'i mange tilfælde, og finder at nogle gange til forudsigelse af forløbet af en proces, en ekstremum af den mængde kaldet satsen for spredning af energi kan være mere nyttigt end hastigheden af entropi produktion; denne mængde dukkede op i Onsager s 1931 originering af dette emne. Andre forfattere har også følt, at udsigterne for de generelle globale extremal principper er forplumret. Sådanne forfattere omfatter Glansdorff og Prigogine, Lebon, Jou og Casas-Vásquez, og Šilhavý, som bemærket i encyklopædi artikel om extremal principperne i ikke-ligevægt termodynamik.
En nylig Forslaget kan måske ved-pass disse clouded perspektiver.
Anvendelser af ikke-ligevægt termodynamik
Ikke-ligevægts termodynamik har med held været anvendt til at beskrive biologiske systemer såsom proteinfoldning / udfoldning og transport gennem membraner.
Kommentarer - 0