Материал: [Ageev_E.P.]_Neravnovesnaya_termodinamika_v_vopros(BookSee.org)

Список вопросов

12. Какие типы неравновесных систем изучает термодинамика?

(стр. 23)

13. Объясните понятия обобщённая координата, обобщённая сила, обобщённая работа, полезная работа. (стр. 24)

14.Почему с помощью единственной функции — энтропии удаётся охарактеризовать все разнообразие неравновесных процес-

15.Как записать в дифференициальном виде для закрытой системы выражения для первого закона термодинамики и объединенное выражение для первого и второго закона в случае протекания равновесных и неравновесных процессов?

(стр. 21)

16.В каких случаях некомпенсированная теплота Клаузиуса оказывается равной изменению внутренней энергии, энтальпии,

энергии Гельмгольца, энергии Гиббса? (стр. 28)

17. Каким образом в неравновесную термодинамику вводят новую переменную — время? (стр. 29)

18. Что можно сказать об изменении энтропии во времени в стационарном состоянии? (стр. 29)

19.Что такое локальная функция диссипации и локальная скорость возникновения энтропии? Какая между ними связь?

(стр. 29)

20. Как рассчитать полную скорость возникновения энтропиии, то есть скорость, отнесённую к системе в целом? (стр. 30)

2 1 . Что называется обобщённой плотностью потока и обобщённой термодинамической силой? (стр. 30)

22. Выведите соотношение де Донде, связывающее функцию дис-

24. Что можно сказать о взаимосвязи потоков и сил? Дайте определение самопроизвольного и вынужденного потоков. Что такое эффект увлечения одних обобщённых координат другими?

(стр. 33)

гч

Список вопросов

25.Как записать в общем виде взаимосвязь потоков и сил? Что называют линейной термодинамикой наравновесных процес-

сов? (стр. 34)

26. В чем различие между подвижностью и проводимостью?

(стр. 35)

27. Сформулируйте принцип Кюри. Какова его роль в неравновес-

30. Приведите доказательство соотношения взаимности напримере последовательно протекающих реакций. (стр. 39)

3 1 . Каковы основные постулаты линейной термодинамики неравновесных процессов? Можно ли их считать законами природы?

(стр. 42)

32. Какой знак должен быть у прямых и перекрестных феноменологических коэффициентов? (стр. 43)

33. Существует ли возможность при описании неравновесных явлений использовать различные выражения для потоков и сил?

(стр. 44)

34. Неравенство Клаузиуса имеет вид TdS ^ SQ. Можно ли восстановить знак равенства, если учесть только теплообмен с окружающей средой, то есть написать TdeS = 6eQ?

35. Что может установить неравновесная термодинамика и моле- кулярно-кинетическая теория приописании явлений переноса в реальных физических средах? (стр. 46)

36. Что такое обобщённая неравновесная термодинамика и неравновесная термодинамика граничных условий? (стр. 46)

Раздел 2. Свойства функций диссипации

37.Имеется неравновесный процесс, в котором действуют две термодинамических силы, вызывая два потока? Как записатьвы-

ражение для функции диссипации, зависящей только от потоков? (стр. 48)

— • 8 —

40. Приведите формулировку теоремы Глансдорфа-Пригожина.

(стр. 49)

41. С помощью каких рассуждений можно придти к выводу, что принцип Ле-Шателье применим не только к равновесному, но и к стационарному состоянию? (стр. 50)

42.Покажите, что измененияобобщённых термодинамическихсил и потоков вносят равную долю в изменение функции диссипа-

ции, если Lki = const. (стр. 50)

Раздел 3. Способы вычисления термодинамических сил

43. Что значит поставить и решить задачу в рамках термодинамики неравновесных процессов? (стр. 52)

44.Как можно вычислить термодинамические силы? (стр. 52)

45.Найдите электрическую силу, используя закон Джоуля-Ленца.

(стр. 52)-

46. Как получить выражение для обобщённойтермодинамической силы химической реакции,не используя балансовых соотношений? (стр. 53)

47.Объясните смысл выражения: „перенос любой субстанции может происходить как кондуктивным, так и конвективным пу-

тем", (стр.

48. Покажите, что кондуктивный перенос не вносит вклада в динамику системы, (стр. 54)

49.Для двужущей среды вводят понятие полной или субстациональной производной.Что это такое? Как она связана с част-

ной или локальной производной? (стр. 55)

50. Напишите обобщенный закон сохранения субстанции Умова и поясните смысл входящих в него членов. (стр. 55)

*Q

Список вопросов

5 1 . Запишите фундаментальное уравнение Гиббса в энтропийном представлении в локальном виде, отнеся экстенсивные переменные к единице массы и к единице объёма. (стр. 56)

52. Используя закон сохранения Умова получите уравнение баланса энтропии для системы, в которой протекает неравновесный

53. Как из уравнения баланса энтропии выделить поток энтропии, функцию диссипации и термодинамическиесилы?

(стр. 58)

54. На примере диффузии и теплопроводности покажите, что сочетание двух неравновесных процессов приводит к ростуэн-

тропии, связанной с их взаимным влиянием друг надруга.

(стр. 60)

55. Чему равна потерянная работа и скорость возникновения энтропии в неравновесном процессе, протекающем в закрытой системе при (Р,Т) = const? (cmp. 60)

56. Какие переменные могут изменяться в самопроизвольном неравновесном процессе, протекающем в закрытой системе при (Р,Т) = const? Приведите пример такого процесса.

59. Как записать уравнение баланса дляскалярной экстенсивной величины в прерывных системах? (стр. 64)

Раздел 4. Равновесные соотношения в отсутствие и при наличии внешних полей, полученные из выражения для термодинамических сил

60. Как, используя выражение для термодинамических сил, можно получить равновесные соотношения. (стр. 66)

— ю —

Слисок вопросов

6 1 . Напишите условия термического равновесия для непрерывных и прерывных систем. (стр. 66)

62.Выведите условия изотермического равновесия в однофазной однокомпонентной системе при отсутствии внешних сил.

(стр. 66)

63. Выведите условия изотермическогоравновесия вмногокомпонентной системе при отсутствии внешних сил. (стр. 67)

64.Получите соотношение,характеризующиеизотермическое равновесие воднофазной однокомпонентной системе, находящей-

67.В растворе на расстоянии Дг = 1см, относительный перепад концентраций Aci/Ct = 1.Численно оценитеобобщённую диффузионную силу, приложенную к 1 молю компонента раствора.

(стр. 69)

68. Оцените время, в течение которого устанавливается стационарная скорость диффузии в растворе, приняв D ~10~5 см2/с, М Г ~ 100 г/моль, Т = 300 К. (стр. 70)

69. Выведите закон действующих масс, используя выражение для термодинамической силы химической реакции. (стр. 71)

Раздел 5. Неравновесные процессы в однородных системах на примере закономерностей протекания химических реакций

70. Чтотакое скорость химической реакции? (стр. 72)

71 . На примере реакции А +±В покажите, чтов общем случаене соблюдается линейная зависимость скорости реакции от химического сродства, (стр. 74)

72. Прикаких условиях скорость реакции А <=*В будет линейной функцией химического сродства? (стр. 75)

— п —