如何用平衡熱力學原理研究相似相溶

2025-02-20 19:40:12 字數 1038 閱讀 4610

1樓:網友

1、用平衡熱力學原理研究相似相溶,說白了就是非平衡態熱力學。

非平衡態熱力學,研究的是不可逆過程,它們隨時間的推移而改變狀態,其方向總是從非平衡態趨向平衡態,擴散、熱傳導。

和動量傳遞,是典型的不可逆過程,總稱為傳遞現象。傳遞現象可概括為物質傳遞、熱量傳遞和動量傳遞。前兩者又稱為擴散和熱傳導。

從機理來說,可區分為分子傳遞與旋渦傳遞,旋渦傳遞屬於流體力學。

不可逆過程熱力學研究的是分子傳遞現象。

1)擴散:由於化學勢。

差別而產生的物質由化學勢較高的區域向化學勢較低的區域的遷移。具體來說是由濃差、溫差以及電位差。

所引起,其中以濃差較為常見。擴散一直進行到相內各部分濃度達到均勻,或兩相間達到相平衡為止。

2)熱傳導:由於溫差而產生的熱量由溫度較高的區域向溫度較低的區域的傳遞。當各部分溫度均勻,達到熱平衡。

熱傳導終止。

3)動量傳遞:由於流速差而產生的動量由高流速區域向低流速區域的傳遞。當各部分流速完全相同,動量傳遞終止。

2、具體分析:

傳遞現象的微觀原因是分子、離子、原子等微觀粒子的熱運動。由於熱運動的隨機性,由濃度高的區域向濃度低的區域運動的粒子多,由濃度低的區域向濃度高的區域運動的粒子少,其淨結果在巨集觀上即表現為擴散。由溫度高的區域向溫度低的區域運動的粒子所攜帶的動能高,由溫度低的區域向溫度高的區域所攜帶的動能低,其淨結果在巨集觀上即表現為熱傳導。

由流速高的區域向流速低的區域運動的粒子所攜帶的動量大,由流速低的區域向流速高的區域運動的粒子所攜帶的動量小,其淨結果在巨集觀上即表現為動量傳遞。

由於擴散、熱傳導和動量傳遞有著相同的微觀本質,因而它們具有類似的巨集觀規律,可以在統一的理論框架中進行研究。這種統一的框架不僅表現在:它們都可以用形式相同的通量(物質通量、熱通量。

動量通量)與推動力(化學勢梯度、溫度梯度、流速梯度)間的正比。

關係來描述,具體表現為費克定律、傅利葉定律。

和牛頓定律;而且它們可以統一組織在非平衡態熱力學的理論框架之中。

與平衡態熱力學的功能類似,非平衡態熱力學揭示了不同傳遞特性間一些有價值的普遍聯絡。

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