Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Термодинамика Реальных Процессов.doc
Скачиваний:
202
Добавлен:
01.11.2018
Размер:
5 Мб
Скачать
☆

8. Второй закон качества, или структуры, вещества.

Продолжим обсуждение пятого начала, сделав уклон, как и в случае третьего начала, в сторону определения струк­турных характеристик вещества. С этой целью нетрудно не­посредственно выразить вторые структуры АР (основные и перекрестные) через экстенсоры, согласно первой строчке уравнения (15), либо через интенсиалы, согласно уравне­ниям (15) и (98); при этом можно получить много полезных результатов. Однако, имея в виду шестое начало ОТ, мы для краткости пойдем по пути определения проводимости КР , ко­торая обратна второй структуре АР , следовательно, мы здесь мало что теряем.

Для удобства рассуждений проводимость выразим через интенсиалы. Например, для системы с двумя степенями сво­боды (n = 2) из уравнений (15) и (98) имеем

КР11 = fР11(Р1 ; Р2)

КР12 = fР12(Р1 ; Р2) (137)

КР21 = fР21(Р1 ; Р2)

КР22 = fР22(Р1 ; Р2)

Дифференцирование этих общих уравнений дает

dКР11 = ВР111dР1 + ВР112dР2

dКР12 = ВР121dР1 + ВР122dР2 (138)

dКР21 = ВР211dР1 + ВР212dР2

dКР22 = ВР221dР1 + ВР222dР2

где

ВР111 = (КР11/Р1)Р2 = 2Е1/Р21 = 3А2/Р31

ВР112 = (КР11/Р2)Р1 = 2Е1/(Р1Р2) = 3А2/(Р21Р2)

ВР121 = (КР12/Р1)Р2 = 2Е1/(Р2Р1) = 3А2/(Р21Р2)

ВР122 = (КР12/Р2)Р1 = 2Е1/Р22 = 3А2/(Р1Р22) (139)

ВР211 = (КР21/Р1)Р2 = 2Е2/Р21 = 3А2/(Р2Р21)

ВР212 = (КР21/Р2)Р1 = 2Е2/(Р1Р2) = 3А2/(Р22Р1)

ВР221 = (КР22/Р1)Р2 = 2Е2/(Р2Р1) = 3А2/(Р22Р1)

ВР222 = (КР22/Р2)Р1 = 2Е2/Р22 = 3А2/Р32

Здесь величина А2 представляет собой некую функцию, которая в термодинамике применительно к термомеханичес­кой системе именуется свободной энтальпией. Более подробно об этой функции говорится в следующей главе (см. параг­раф 1 гл. XII).

В гипотетическом частном случае, когда n = 1, из преды­дущих уравнений находим

КР = fР(Р)

dКР = ВРdР (141)

где

ВР = dКР/dР = d2Е/dР2 = d3А2/dР3 (142)

Уравнения (137)-(142), выведенные для явлений пере­носа, напоминают соответствующие уравнения (72)-(77), найденные для явлений состояния. Равенства (139) и (142) получены с учетом зависимостей (101) и (102). Индекс при скобках по-прежнему указывает на то, какие величины оста­ются при дифференцировании постоянными.

Закономерности, выраженные уравнениями (138) и (141) и определяющие свойства обобщенных проводимостей, дей­ствительны также для всех остальных проводимостей, по­скольку обобщенные и конкретные проводимости связаны между собой простейшими соотношениями (112), (113), (117), (118), (122), (123), (127) и (128).

Указанные закономерности представляют большой интерес по той причине, что проводимость КР есть величина, обрат­ная второй структуре АР . Следовательно, уравнения (138) и (141) можно рассматривать как выражающие второй закон качества, или структуры, вещества. При n степенях свободы системы изменение каждой данной проводимости dKР (отно­шения l/dAР) складывается из n величин, каждая из кото­рых пропорциональна изменению соответствующего интенсиала dP , коэффициентами пропорциональности служат вторые ко­эффициенты структуры второго порядка ВР , основные и пе­рекрестные, или увлечения.

Второй закон структуры принципиально отличается от первого, описываемого уравнениями (73) и (76). Первый закон относится к явлениям состояния, он характеризует структуру с точки зрения способности системы заполняться веществом. Второй закон относится к явлениям переноса, он характеризует структуру с точки зрения способности системы пропускать сквозь себя вещество [ТРП, стр.150-152].