Neravnotežna termodinamika

Grane

Zakoni

Nulti
Prvi
Drugi
Treći

Sistemi

Termodinamičko stanje
Jednačina stanja Idealni gas Realni gas Agregatno stanje Ravnoteža
Procesi
Izobarski Izohorski Izotermski Adijabatski Izoentropijski Izoentalpijski Kvazistatički Politropski Slobodna ekspanzija Reverzibilnost Ireverzibilnost Endoreverzibilnost
Ciklusi
Toplotni motori Toplotne pumpe Termalna efikasnost

Osobine sistema

Funkcije stanja
Termodinamički dijagrami Intenzivne i ekstenzivne veličine
Temperatura / Entropija Uvod u entropiju Pritisak / Zapremina Hemijski potencijal / Broj čestica Kvalitet pare Redukovane osobine
Procesne funkcije
Rad Toplota

Osobine materijala

Специфични топлотни капацитет

c=

$T$	$\partial S$
$N$	$\partial T$

Компресибилност

\beta =-

$1$	$\partial V$
$V$	$\partial p$

Термална експанзија

\alpha =

$1$	$\partial V$
$V$	$\partial T$

Jednačine

Karnoova teorema
Klauzijusova teorema
Fundamentalna relacija
Jednačina stanja idealnog gasa
Maksvelove jednačine
Onsagerove recipročne relacije
Bridgmanove termodinamičke jednačine

Potencijali

Slobodna energija
Slobodna entropija

Unutrašnja energija

$U(S,V)$

Entalpija

$H(S,p)=U+pV$

Helmholcova slobodna energija

$A(T,V)=U-TS$

Gibsova slobodna energija

$G(T,p)=H-TS$

Neravnotežna termodinamika je grana termodinamike koja se bavi fizičkim sistemima koji nisu u termodinamičkoj ravnoteži, ali se mogu opisati u smislu promenljivih (neravnotežnog stanja) koje predstavljaju ekstrapolaciju promenljivih koje se koriste za specificiranje sistema u termodinamičkom ekvilibrijumu. Neravnotežna termodinamika se bavi procesima transporta i brzinama hemijskih reakcija. Ona se oslanja na ono što se može smatrati manje-više blizinom termodinamičke ravnoteže. Neravnotežna termodinamika je rad u toku, a ne uspostavljeno stanje.

Skoro svi sistemi koji se javljaju u prirodi su izvan termodinamičkog ekvilibrijuma; jer se menjaju ili mogu biti podstaknuti da se vremenom promene i kontinuirano i diskontinuirano podležu fluksu materije i energije ka i od drugih sistema i usled hemijskih reakcija. Neki sistemi i procesi su, međutim u korisnom smislu dovoljno blizo termodinamičke reavnoteže da ih je moguće dovoljno precizno opisati koristeći trenutno poznatu neravnotežnu termodinamiku. Uprkos toga, mnogi prirodni sistemi i procesi će uvek ostati daleko izvan dosega metoda neravnotežne termodinamike. Razlog za to je veoma mala veličina atoma u odnosu na makroskopske sisteme.

Termodinamičko izučavanje neravnotežnih sistema zahteva opštije koncepte od onih koji se koriste u ravnotežnoj termodinamici. Jedna fundamentalna razlika između ravnotežne i neravnotežne termodinamike leži u ponašanju nehomogenih sistema, za čije izučavanje je neophodno poznavanje brzina reakcija što nije neophodno pri opisivanju ravnotežne termodinamike homogenih sistema. Još jedna fundamentalna i veoma važna razlika su teškoće ili nemogućnost, u opštem slučaju, definisanja entropije u datom trenutku u makroskopskim smislu za sisteme koji nisu u termodinamičkoj ravnoteži. To se može uraditi, uz izvesne aproksimacije, jedino za pažljivo izabrane specijalne slučajeve, naime one za koje se veruje da su u lokalnom termodinamičkom ekvilibrijumu.^[1]^[2]

Reference

^ Grandy, W.T., Jr (2008).
^ Lebon, G., Jou, D., Casas-Vázquez, J. Understanding Non-equilibrium Thermodynamics: Foundations, Applications, Frontiers, Springer-Verlag, Berlin, e-2008. ISBN 978-3-540-74252-4.

Literatura

Callen, H.B. (1960/1985) (16. 1. 1991). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York. ISBN 978-0-471-86256-7. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
Eu, B.C. (2002). Generalized Thermodynamics. The Thermodynamics of Irreversible Processes and Generalized Hydrodynamics. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. ISBN 978-1-4020-0788-0.
Glansdorff, P., Prigogine, I. (1971). Thermodynamic Theory of Structure, Stability, and Fluctuations. Wiley-Interscience, London, 1971. ISBN 978-0-471-30280-3. CS1 одржавање: Вишеструка имена: списак аутора (веза)
Grandy, W.T., Jr (2008). Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-954617-6. CS1 одржавање: Вишеструка имена: списак аутора (веза)
Gyarmati, I. (1967/1970). Non-equilibrium Thermodynamics. Field Theory and Variational Principles, translated from the Hungarian (1967) by E. Gyarmati and W.F. Heinz, Springer, Berlin.
Lieb, E.H., Yngvason, J. (1999). 'The physics and mathematics of the second law of thermodynamics', Physics Reports, 310: 1–96. „See also this.”. arXiv:abs/cond-mat/9708200  Проверите вредност параметра |arxiv= (помоћ).
Ziegler, Hans : An introduction to Thermomechanics. North Holland, Amsterdam. 1977. ISBN 978-0-444-11080-0. Second edition . 1983. ISBN 978-0-444-86503-8.
Kleidon, A., Lorenz, R.D., ур. (2005). Non-equilibrium Thermodynamics and the Production of Entropy. Springer, Berlin. ISBN 978-3-540-22495-2. CS1 одржавање: Вишеструка имена: списак уредника (веза)
Prigogine, I. (1955/1961/1967). Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes. 3rd edition, Wiley Interscience, New York.
Zubarev D. N. : Nonequilibrium Statistical Thermodynamics. New York, Consultants Bureau. ISBN 978-0-306-10895-2. . 1974. ISBN 978-0-306-10895-2 https://books.google.com/books?id=SQy3AAAAIAAJ&hl=ru&source=gbs_ViewAPI. Недостаје или је празан параметар |title= (помоћ)
Keizer, J. (1987). Statistical Thermodynamics of Nonequilibrium Processes. Springer-Verlag, New York. ISBN 978-0-387-96501-7.
Zubarev D. N.; Morozov V. (1996). Statistical Mechanics of Nonequilibrium Processes: Basic Concepts, Kinetic Theory. John Wiley & Sons. ISBN 978-3-05-501708-7. Непознати параметар |euthor3= игнорисан (помоћ)
Zubarev D. N.; Morozov V.; Ropke G. (1997). Statistical Mechanics of Nonequilibrium Processes: Relaxation and Hydrodynamic Processes. John Wiley & Sons. ISBN 978-3-527-40084-3.
Tuck, Adrian F. (2008). Atmospheric turbulence : a molecular dynamics perspective. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-923653-4.
Grandy, W.T., Jr (2008). Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-954617-6. CS1 одржавање: Вишеструка имена: списак аутора (веза)
Kondepudi, D., Prigogine, I. (1998). Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures. John Wiley & Sons, Chichester. ISBN 978-0-471-97393-5. CS1 одржавање: Вишеструка имена: списак аутора (веза)
de Groot S.R., Mazur P. (1984). Non-Equilibrium Thermodynamics (Dover). ISBN 978-0-486-64741-8.
Ramiro Augusto Salazar La Rotta. (2011). The Non-Equilibrium Thermodynamics, Perpetual
Bustamante, Carlos; Liphardt, Jan; Ritort, Felix (2005). „The Nonequilibrium Thermodynamics of Small Systems”. Physics Today. 58 (7): 43—48. Bibcode:2005PhT....58g..43B. S2CID 54679024. arXiv:cond-mat/0511629 . doi:10.1063/1.2012462.

Spoljašnje veze

Stephan Herminghaus' Dynamics of Complex Fluids Department at the Max Planck Institute for Dynamics and Self Organization
Non-equilibrium Statistical Thermodynamics applied to Fluid Dynamics and Laser Physics - 1992- book by Xavier de Hemptinne.
Into the Cool - 2005 book by Dorion Sagan and Eric D. Schneider, on nonequilibrium thermodynamics and evolutionary theory.
Thermodynamics ‘‘beyond local equilibrium