线性非平衡态热力学熵产生

iUniversity一、平衡态热力学特点及局限性认为体系总是自发地趋于平衡、趋于无序,实际上趋向平衡、趋向无序并不是自然界的普遍规律。经典热力学深刻阐明了平衡状态下各种化学现象的规律,确立了能量转换关系,明确指出宏观过程的方向和极限,为化工生产提供了理论基础。但经典热力学无法揭示实际的不可逆过程的内在规律。井采老昂一nAnkaiUnversity会议报告有耐大兽NankaiUniversity二、线性非平衡态热力学要解决的问题:如何判别变化的方向和限度?1.局域平衡假设(1)稳态热力学平衡态(equilibriumstate)不但要求体系没有宏观位移,而且要求孤立体系中各部分的所有宏观性质都不随时间而变。非孤立体系的平衡状态必须同时满足下列两个条件:()体系中各部分的所有宏观性质都不随时间而变;(i)当体系与环境完全隔离开后,体系中各部分的所有宏观性质都不起变化井采老昂一nAnkaiUnversity会议报告有耐大兽NankaiUniversity二、线性非平衡态热力学稳态(steadystate)处于恒定的外部限制条件(如固定的边界条件或浓度限制条件等)时,体系内部发生宏观变化,则体系处于非平衡态。经过一定时间体系达到一种在宏观上不随时间变化的恒稳状态,此状态称为非平衡稳态或简称为稳态(或称定态)。稳态体系的内部宏观过程仍然在进行着井采老昂一nAnkaiUnversity会议报告有耐大兽NankaiUniversity二、线性非平衡态热力学(2)局域平衡假设在非平衡稳态条件下,经典热力学的温度、压力、熵函数、Gibbs函数等的定义无效或消失了。因此,经典热力学不适用于生命体系,也不适用宇宙。为了能继续采用经典热力学的一些函数和关系式,并将其延伸到非平衡稳态,为此,布鲁塞尔(Brussel)学派的普利高津等人提出了如下的局域平衡假设井采老昂一nAnkaiUnversity