ترموديناميك اللاتوازن

ترموديناميك اللاتوازن في الكيمياء والفيزياء (بالإنجليزية:Non-equilibrium thermodynamics ) هو أحد فروع الديناميكا الحرارية ويتعامل مع تلك الأنظمة التي لا توجد في حالة توازن ترموديناميكي. ومعظم الأنظمة التي تواجهنا في الطبيعة هي أنظمة ليست في حالة توازن ترموديناميكي حيث أنها تتغير مع الوقت، وهي معرضة بصفة مستديمة أو غير مستديمة إلى التعامل مع مواد وطاقة تأتيها من أنظمة أخرى ومن تفاعلات كيميائية. وتهتم ترموديناميكا اللاتوازن بعمليات انتقال المواد والطاقة كما تهتم بسير التفاعلات الكيميائية .^[1] ولا يزال كثير من الأنظمة الطبيعية بعيدا عن نطاق الدراسات السائدة في الديناميكا الحرارية.

وتحتاج دراسة الأنظمة غير المتوازنة افتراضات أكثر من تلك التي نتعامل معها في التوازن الترموديناميكي. ويبدو الفرق بين الإثنين في سلوك الانظمة غير التناظرية والتي تحتاج في دراستها على معرفة معدلات تفاعل لنظام متجانس لا يعتبر في حالة توازن ترموديناميكي. وبالإضافة إلى ذلك تظهر صعوبة تعريف للإنتروبيا في أنظمة ليست في حالة توازن ترمويناميكي. ^[2][3]

نظرة عامة

دراسة ترموديناميكا اللاتوازن لا زالت في مرحلتها الأولى. وبعض المواضيع ذات الأهمية الخاصة والمتعلقة بترموديناميك اللاتوازن تتضمن معدل انتشار الطاقة (Rayleigh 1873, ^[4] Onsager 1931,^[5][6][7]), معدل إنتاج الإنتروبيا (Onsager 1931),^[5] الحقول الترموديناميكية ^[8][9] والبنيات الانتشارية ,^[10] وديناميكا البنيات غير الخطية.^[7]

كذلك يحظي إنتاج الإنتروبي في الحالات غير المتوازنة بالاهتمام. ومن ضمن تلك الدراسات ما يسمى " الترموديناميكية غير العكوسية المستمرة 'extended irreversible thermodynamics'. ^[3][11]

اقرأ أيضا

• ترموديناميكا الغلاف الجوي
• ديناميكا حرارية
• ترموديناميكا بيولوجية
• إشعاع حراري
• توازن ترموديناميكي
• الحرارة
• طاقة شمسية فضائية
• عمل (ترموديناميك)
• قوانين الديناميكا الحرارية
• حمل (فيزياء)
• نظام حركة حرارية

مراجع

1. Fowler, R., Guggenheim, E.A. (1939). Statistical Thermodynamics, Cambridge University Press, Canbridge UK, page vii.
2. Grandy, W.T., Jr (2008). Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-954617-6.
3. Lebon, G., Jou, D., Casas-Vázquez, J. (2008). Understanding Non-equilibrium Thermodynamics: Foundations, Applications, Frontiers, Springer-Verlag, Berlin, e-ISBN 978-3-540-74252-4.
4. Strutt، J. W. (1871). "Some General Theorems relating to Vibrations". Proceedings of the London Mathematical Society. ج. s1-4: 357–368. DOI:10.1112/plms/s1-4.1.357.
5. Onsager، L. (1931). "Reciprocal relations in irreversible processes, I". Physical Review. ج. 37 ع. 4: 405–426. Bibcode:1931PhRv...37..405O. DOI:10.1103/PhysRev.37.405.
6. Gyarmati, I. (1970). Non-equilibrium Thermodynamics. Field Theory and Variational Principles, translated by E. Gyarmati and W.F. Heinz, Springer, Berlin.
7. Lavenda, B.H. (1978). Thermodynamics of Irreversible Processes, Macmillan, London, ISBN 0-333-21616-4.
8. Ziegler, H., (1983). An Introduction to Thermomechanics, North-Holland, Amsterdam, ISBN 0-444-86503-9.
9. Balescu, R. (1975). Equilibrium and Non-equilibrium Statistical Mechanics, Wiley-Interscience, New York, ISBN 0-471-04600-0, Section 3.2, pages 64-72.
10. Glansdorff, P., Prigogine, I. (1971). Thermodynamic Theory of Structure, Stability, and Fluctuations, Wiley-Interscience, London, 1971, (ردمك 0-471-30280-5).
11. Jou, D., Casas-Vázquez, J., Lebon, G. (1993). Extended Irreversible Thermodynamics, Springer, Berlin, (ردمك 3-540-55874-8), (ردمك 0-387-55874-8).

• بوابة الفيزياء
• بوابة الكيمياء