Современная термодинамика

О несостоятельности научного содержания книги «современная термодинамика» и.пригожина и д.кондепуди

Современная термодинамика

Теплофизика. и. теоретическая .теплотехника

Мамедов М.М., доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник Института солнечной энергии Академии наук Туркменистана

О НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТИ НАУЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ КНИГИ «СОВРЕМЕННАЯ ТЕРМОДИНАМИКА» И. ПРИГОЖИНА И Д. КОНДЕПУДИ

Если вам удастся придумать точку зрения на мир, которая согласуется со всем тем,что уже выяснено, и приводит где-то к другим результатам в сомнительных областях, вы делаете великое открытие.

Лауреат Нобелевской премии Р. Фейнман.

Книга «Современная термодинамика» И. Пригожина и Д. Кондепуди изданная в Москве 2002 году в издательстве «Мир», в переводе с английского на русский язык, считается лучшим зарубежным учебником [1].

Теперь, благодаря нашим научным достижениям революционного характера в области неравновесной термодинамики [2-10], к сожалению, термодинамическое научное содержание этого учебника оказалось несостоятельным из-за того, что оно основывается на абсурдную термодинамику Онзагера [2,3]. Термодинамика Онзагера абсурдна из-за того, что она, благодаря соотношениям взаимности Онзагера, будучи термодинамикой обратимых процессов, с 1931 года до наших дней, считается термодинамикой необратимых процессов.

А также, в рамках термодинамики Онзагера является абсурдным и принцип Пригожина о минимуме производства энтропии, из-за того, что минимум производства энтропии, будучи равным нулю считается больше нуля [4].

Для подтверждения справедливости наших выше изложенных критических замечаний в адрес термодинамики необратимых процессов Онзагера и принципа Пригожина о минимуме производства энтропии, для простоты, рассмотрим стационарное неравновесное состояние термодинамической системы с двумя обобщёнными потоками:

I = УпХ1 +УпХ2 Гп > 0 (1)

5

72 = У21X + У22Х2; У22 > 0 (2)

При этом, производства энтропии будет выражаться следующим соотношением:

а = 1хХх +12Х2 = УХ2 + У + У21)Х1Х2 + У22Х22 > 0, (3)

где Х1 и Х2 — обобщённые термодинамические силы, которые отличные от нуля, то-

есть:

Х1 * 0 Х2 * 0 (4)

Теперь соотношение (3) представим в следующем ему эквивалентном виде:

1

а =— 2

Г

11 — 2(Г12 Г21 )Х2

+ —

Г22

12 + 1 (Г12 Г21 )Х1

+

(5)

4 Г11Г22 (Г12 +Г21) Далее из соотношения (3) при условиях :

1

+— 4

2

Х2 + Л

2

\ Г11 Г22 )

> 0.

1 = ( Г12 Г21 )Х2 и Л = -1 (Г12 Г21 )Х1

имеем:

И = ЛХ1 + 12Х2 = 2(Г12 — Г21 )Х1 Х2 — (Г12 — Г21 )Х1 Х2 = 0.

Таким образом, с учётом условий (6) и (7) из (5) получаем:

1

4Г11Г22 -(Г12 +Г21 )2

Х2 X

2

Г11 Г22)

= 0.

Имея ввиду условия (1), (2) и (4) из (8) находим:

4ГГ22 ( Г12 + Г21 )2 = 0.

(6)

(7)

(8)

(9)

Условие (9) обеспечивает неотрицательную определённость производства энтропии а согласно соотношениям (3) и (5), а условия (6), согласно соотношению (7), обеспечивают нулевое значение производства энтропии даже а при ненулевых значениях обобщённых термодинамических потоков и сил.

Если выполняется соотношения взаимности Онзагера:

И

Г12 = Г21

то из (6), даже при условиях (4), следует:

/1 = 0 и

12 = 0,

то — есть а = 0.

(10)

(11)

Более того, согласно соотношениям (6), если один из обобщённых потоков 11 и 12 равен нулю, то безоговорочно выполняется соотношения взаимности Онзагера (10) и обращается к нулю и второй обобщённый поток, а также производство энтропии (с) , тем самым неравновесный процесс является обратимым.

Всё это свидетельствуют о том, что термодинамика Онзагера, благодаря знаменитым соотношения взаимности Онзагера была всего лишь термодинамикой обратимых неравновесных процессов.

Поэтому она была, на самом деле, абсурдной термодинамикой из-за того, что она будучи термодинамикой обратимых процессов, с 1931 года до сегодняшнего дня, называется линейной термодинамикой необратимых процессов [5].

Таким образом получается так, что человечество со времени сформулирования В. Том-соном и Р. Клаузиусом второго начала термодинамики, в течение более полутора века, пользуется неадекватной к действительности математической и физической интерпретацией второго начала термодинамики, в первые предложенные ими [11].

В рамках такой интерпретации раз и навсегда исключается возможность обращения к нулю производства энтропии в неравновесных состояниях термодинамических систем. Именно этот тотальный запрет на производства энтропии и явился корнем зла большенства научных бед накопленных в области неравновесной термодинамики в течении с 1854 года до наших дней.

8

Принято считать, что критерий истины является эксперимент. Конечно, я не возражаю против этого критерия, если эксперимент адекватный.

На самом деле в обсуждаемом нами случае все выполненные эксперименты для подтверждения справедливости знаменитых соотношений взаимности Онзагера, в течение более восьмидесяти лет начиная с 1931 года до сих пор являются неадекватными действительности из-за того, что в экспериментах обращая к нулю одного из двух обобщённых термодинамических потоков априории полагают, что второй обобщённый поток отличен от нуля и в резудьтате делают ошибочный вывод, что процесс необратимый. На самом деле, в таких ситуациях, как было показано нами выше, второй обобщённый поток также обращается к нулю и тем самым процесс является обратимым.

Таким образом получается, что человечество начиная с 1931 года до сих пор пользуется линейной термодинамикой обратимых процессов Онзагера, ошибочна считая её линейной термодинамикой необратимых процессов.

Более того термодинамика Онзагера является частным случаем даже обратимой линейной термодинамики неравновесных процессов, то-есть она является линейной термодинамикой обратимых неравновесных процессов с нулевыми обобщёнными потоками [6].

Резюмируя выше изложенные можно заключить, что «Современная термодинамика» И. Пригожина и Д.

Кондепуди, хотя и до сих пор считается одним из лучших учебников в мировом масштабе по термодинамике, теперь она, благодаря нашим принципиально новым научным достижениям революционного характера в области неравновесной термодинамики, теряет свою былую славу из-за несостоятельности научного содержания относящихся к неравновесной термодинамике.

Теперь в области неравновесной термодинамики начинается новая эпоха, то-есть эпоха построенного нами в 2010-2014 годах, универсальной неравновесной термодинамики, которая по научному содержанию представляет собой научной революцией не только в неравновесной термодинамике, но и веками сложивщихся мировозрении человечества об окружающем мире [6-8].

В рамках нашей универсальной неравновесной термодинамики, благодаря предложенной нами адекватной математической и физической интерпретации второго начала, теперь вся неравновесная термодинамика впервые стала, неравновесной термодинамикой обратимых и необратимых процессов.

В результате, от ныне, раз и навсегда снимается запрет на возможность осуществления вечного двигателя второго рода [9]. На самом деле, любой двигатель во время работы на постоянном режиме представляет собой открытую термодинамическую систему находящуюся в неравновесном стационарном состоянии, из-за того, что в таком режиме суммарное значение производство энтропии в двигателе равно нулю.

Поэтому все двигатели являются вечными двигателями второго рода, когда они работают при стационарных режимах [9-11].

В своё время (в 1968г.), лауреат Нобелевской премии (в 1965г.) Р. Фейнман своё несогласие с научным содержанием термодинамики Онзагера выражал следующим образом: «У нас столько прекрасных начал,…и всё-таки у нас не сходятся концы с концами » [8].

Здесь уместно также вспомнить о том, что в своё время И. Пригожин также неоднократно подчёркивал необходимость глубокого анализа второго начала.

Например, в 1977 году в нобелевской лекции он говорил: «И через сто пятьдесят лет после его формулировки второй закон термодинамики всё ещё представляется скорее программой, а не хорошо разработанной теорией в обычном смысле, так как ничего точного (кроме знака) о производстве энтропии не говорится. Даже область справедливости этого неравенства остаётся неопределённой».

А также, в 2003 году в своей Нобелевской лекции В.Л.Гинзбург свою неудовлетворённость научным содержанием неравновесной термодинамики, выражал следующим образом:

В «физический минимум» следует включать так же, три «великих» проблемы современной физики, в том смысле, что их нужно в какой-то мере выделить, специально обсуждать, следить за развитием в соответствующих направлениях. Сами «великие проблемы» это, во-первых, вопрос о возрастании энтропии, необратимости и «стреле времени».

На основе выше изложенных, можно сказать, что благодаря нашей универсальной неравновесной термодинамике [8], отныне, никакой речи не может быть об использовании любой неравновесной термодинамики построенной на основе абсурдной термодинамики Он-загера для термодинамически-феноменологического описания различного рода явлений и эффектов относящихся к области необратимой термодинамики.

Мы уверены в том, что XXI век войдёт в историю науки, как век возникновения и дальнейшего развития универсальной неравновесной термодинамики впервые построенной нами на основе адекватной математической и физической интерпретации второго начала термодинамики [8-10].

Литература

1. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика М.: Изд. «Мир», 2002г. -461с.

2. Мамедов М. К обоснованию несостоятельности теории Онзагера. «Термоэлектричество», №1, 2003г. — с. 98-102.

3. Мамедов М.М. Феноменологический вывод соотношений взаимности Онзагера. М. «Письма в ЖТФ», 2003г.,том.29, вып.16. — С. 39-44.

4. Мамедов М.М. Неверность традиционного доказательства принципа Пригожина о минимуме производства энтропии. М.«Письма в ЖТФ», 2003г., том.29, вып.8. — С. 69-71.

5. Мамедов М.М. Новая линейная неравновесная термодинамика — преполалагаемое научное открытие революционного характера. М. «Е и ТН», №4., 2006г. — с. 56-62.

6. Мамедов М.М., Мамедов Б.М. Основы нелинейной неравновесной термодинамики. //Москва. Журнал «Естественные и технические науки», №1, 2010г. — С. 53-54.

7. Мамедов М.М, Мамедов Б.М. Основы универсальной неравновесной термодинамики. //Москва. Журнал «Актуальные проблемы сов

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Источник: http://naukarus.com/o-nesostoyatelnosti-nauchnogo-soderzhaniya-knigi-sovremennaya-termodinamika-i-prigozhina-i-d-kondepudi

Современная термодинамика

Современная термодинамика

Определение 1

Современная термодинамика — это раздел науки, исследующий взаимосвязь между разными видами энергии и влияние внешней среды на свойства физических тел.

Рисунок 1. Термодинамическая картина мира. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Таким образом, отличительной характеристикой термодинамики в настоящее время является рассмотрение явлений, происходящих в природе, с точки зрения внезапных превращений внутренней энергии в этих процессах.

Поэтому современная термодинамика неравновесных и нестабильных процессов изучает системы с постоянными химическими реакциями и диффузией в нелинейной сфере. Теория взаимодействия элементов таких систем еще далека от завершения.

Для современной термодинамики статистические выводы крайне важны не только в умозрительном отношении; метод статики, включающий вычисления энтропии и других термодинамических показателей (теплоемкости, тепловой и свободной энергии) стал важнейшим способом исследования основных свойств материальных тел и решения сложных прикладных задач, в частности детального расчета химических реакций.  

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Предмет современной термодинамики

Рисунок 2. Предмет термодинамики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Замечание 1

Ключевым предметом современной термодинамики является комплексное изучение общих характеристик различных физических тел, которые возникают в процессе обмена энергетическим потенциалом между веществами.

Также термодинамические методы рассматривают и обобщают некоторые свойства материи, раскрывающиеся при преобразовании энергии при тесном взаимодействии тел природы.

В современной термодинамике правильно и конструктивно оценивается значимость закона термического, абсолютного равновесия. Чтобы выделить значение этого постулата, ученые решили дать ему номер. Ведь три других основных термодинамических закона имеют собственные номера.

Но так как необоснованное фактами изменение названий первого, второго и третьего начал термодинамики, вряд ли возможно было осуществить, то для теории термического равновесия было предложено нелепо звучащее наименование — нулевой термодинамический закон. В современной термодинамике исследователи стремятся общий эффект физического процесса выразить как совокупность способов, вызываемых внезапным изменением количества каждого из компонентов в каждой из определенных фаз.

В наши дни зачастую принимается более широкая формулировка термодинамики, чем первоначальное определение. Универсальной областью указанного научного направления является термодинамика лучистой тепловой энергии.

С точки зрения современного учения оба эти термина и соответствующие им понятия представляются, вопреки гипотезе Планку, вообще малоудовлетворительными и рентабельными в дальнейшем использовании.

Некоторые ученые рассчитывают не на утверждение их в русской научной терминологии, а на то, что такое небольшое изменение даст повод к более активному обсуждению сложных х вопросов, возникающих в физике.

Все это позволит в значительной мере ускорить формирование уточненных и стабильных термодинамических понятий, что повлечет за собой выработку рациональной терминологии.

Анализ процессов в современной термодинамике

Рисунок 3. Термодинамические процессы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для анализа и мониторинга реальных процессов применяются физические величины, которые характеризуют свойства материальных тел с макроскопическим количеством вещества.

Среди таких параметров можно выделить:

  • температуру;
  • теплоемкость;
  • давление;
  • объем;
  • энергетические эффекты.

Посредством указанных величин активизируются важные процессы (механическая работа, теплообмен, электрическая работа). Механизм явлений в современной термодинамике не рассматривается, то есть термодинамические классические методы выступают феноменологическими основами.

Такой необычный подход при проведении экспериментов используется и в других научных сферах, но в термодинамике он получил стремительное развитие и поэтому обычно называется термодинамическим способом исследования. Комплексный анализ рабочих процессов мощных устройств преобразования энергии в виде технического приложение термодинамики, составляет основную часть современной физики.

Этот раздел ввиду большого значения часто выделяют в самостоятельную категорию и называют технической термодинамикой.

Современная техническая термодинамика является базой теории работы тепловых двигателей, машин, разнообразных устройств и технологических явлений, в которых в качестве изначальной энергии, претерпевающей массу превращения в рабочем процессе, используется коэффициент теплоты.

Аналогичное основополагающее значение имеет и техническая термодинамика для стабильных преобразователей энергии, в которых внутренний энергетический потенциал материальных тел или мощность полей трансформируется в энергию электрического тока. Следовательно, можно утверждать, что появление термодинамики было вызвано потребностями практической теплотехники.

Замечание 2

Задача современной термодинамики заключается в установлении принципов, которые смогут наиболее эффективно преобразовать различных виды энергии и предоставят ответ на первостепенный с теоретической точки зрения вопрос о том, как грамотно организовать рабочий процесс, чтобы показатель основных величин был наибольшим.

Термодинамика делает реальным прогнозирование и оценку рентабельности новых способов получения полезной информации, что имеет основополагающее значение для дальнейшего выбора направлений развития энергетики.

Техническая термодинамика в современном мире

Определение 2

Техническая термодинамика – наука, исследующая процессы преобразования внутренней теплоты в работу в механизмах тепловых машин, а также свойства материальных тел, посредством которых осуществляются необходимые преобразования.

Различные физические элементы, особенно газообразные, при постепенном нагревании начинают расширяться, что и лежит в основе принципа действия тепловых двигателей. Вещество, благодаря которому, происходит подобная трансформация, в технической термодинамике называется рабочим телом.

Термодинамическая система представляет собой совокупность физических тел, являющихся главным предметом изучения, находящихся в постоянном тепловом или механическом взаимодействии с другими действующими телами, которые называются окружающей средой.

Поверхность, отделяющая материальное тело термодинамической системы от окружающего пространства носит название граничной средой.

В зависимости от свойств, граничной поверхности различают:

  • изолированную;
  • полуизолированную;
  • неизолированную;
  • закрытую;
  • открытую.

В технической термодинамике общие положения, способы, определения, математический аппарат физической термодинамики, применяют в основном для исследования явлений, которые сопровождают обмен внутренней энергией в механических формах.

Техническая термодинамика является гипотезой работы двигателей тепловых машин, которые выполняют роль фундамента современной энергетики. Этот раздел науки устанавливает и реализует взаимосвязь между процессами передачи тепла, химическими и механическими процессами, которые происходят в холодильных машинах и моторах.

Деление термодинамики на категории является условным, так как выводы общих термодинамических принципов справедливы абсолютно для всех ее разделов.

Техническая термодинамика, базируясь на основных законах, применяя их к явлениям преобразования теплоты в работу и обратно, позволяет современным ученым и дальше развивать теорию тепловых двигателей, исследовать процессы, которые в них протекают, а также рассчитывать их эффективность.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/termodinamika/sovremennaya_termodinamika/

Booksm
Добавить комментарий