ЛИНЕЙНАЯ

НЕРАВНОВЕСНАЯ

ТЕРМОДИНАМИКА

(Термодинамика открытых систем)

1.Термодинамическое равновесие и стационарное состояние.

2.Динамика энтропии в открытых системах. Скорость продукции энтропии и диссипативная функция. Уравнение Пригожина и его анализ.

3.Понятие обобщенной силы и потока. Примеры.

4.Теорема Пригожина.

5.Теория эволюции открытых систем Пригожина – Виам.

Схематическое представление открытых систем : производство и поток энтропии.

Х - набор характеристик :

С - состав системы и внешней среды ; Р - давление ; Т - температура.

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ОБЩЕЕ: основные макроскопические параметры системы остаются постоянными

Отличия


Термодинамическое равновесие		Стационарное состояние
Свободная энергия	Свободная энергия
минимальна (равна 0)	постоянна, но не минимальна

Энтропия максимальна	Энтропия постоянна, но не
	максимальна
	Градиенты присутствуют
Градиенты отсутствуют

ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТРОПИИ В ОТКРЫТЫХ СИСТЕМАХ

dS dSe dSi

Клетка - открытая система и ее баланс энтропии выражается соотношением

dS = diS + deS

Производство энтропии diS

пропорционально объему 4/3 r3 , а отток deS пропорционален площади

поверхности 4 r2

dS=A 4/3 r3 -B 4 r2

При r = 3В/А, dS = 0

При r < 3В/А отток энтропии выше

ее производства. Когда r > 3В/А в клетке

накапливаются вещества с избыточной энтропией и клетка перегревается.

Поэтому клетка должна разделиться, иначе она погибнет.

Достижение термодинамики необратимых процессов:

вводится понятие времени и рассматривается

изменение энтропии во времени.

В системах, внутри которых протекают физические, химические, биологические процессы, всегда производится энтропия. Это производство происходит с определенной

скоростью dt