Основы химической термодинамики неоднородных систем

Читать фрагмент

книга

Основы химической термодинамики неоднородных систем

Понятие о неоднородных системах, в дополнение к понятию о гетерогенных системах, возникает при отклонениях свойств внутри однородных макро-фаз, когда масштаб неоднородностей становится меньше нижнего размера области применимости термодинамики, определяемого как размер, ниже которого становятся важными учет дискретности вещества и размерные флуктуации. Неоднородные системы появляются за счет присутствия границ раздела фаз, внешних сил или неравновесности состояния системы. В ходе развития классической термодинамики малых систем для диапазона размеров от одного до 100 нм методами статистической термодинамики было выявлено главное противоречие между квазистатическим процессом, который является основным процессом, обсуждаемым в равновесной теории фазовых переходов, и существующими экспериментальными данными по временам релаксации процессов переноса импульса, энергии и массы.Монография освещает новые разработки в классической и статистической термодинамиках, указывающие на необходимость вернуться к исходной трактовке второго начала термодинамики, сформулированного Клаузиусом, в отличие от его предельной формы, постулированной Гиббсом. Цель монографии – изложение методов расчета термодинамических функций неоднородных систем, включая важнейшую поверхностную характеристику – поверхностное натяжение, методами статистической термодинамики. Книга отражает линию о неразрывной связи равновесных и неравновесных термодинамик и дает взаимосвязь вкладов от малых неоднородных подсистем в термодинамические функции системы макроскопического размера.Общность основ равновесной и неравновесной термодинамик заключена не только в использовании концепции локального равновесия, но и явным образом демонстрируется в ходе последовательного построения уравнений равновесия с позиций предельного перехода от неравновесного состояния к полному равновесному состоянию системы (по логике Клаузиуса). Такая логика излагается впервые, так как исторически Клаузиус обсуждал только однородные системы с одним веществом. Все охватывающие достижения термодинамики были связаны с разработкой Гиббсом теории гетерофазных систем и их поверхностей для многокомпонентных систем. Микроскопические подходы охватывают все области приложений термодинамики, как у Гиббса, но с позиции взаимосвязи равновесных и неравновесных термодинамик, как у Клаузиуса.Монография имеет междисциплинарный характер. Книга предназначена для специалистов в области физической химии, статистической термодинамики, физики поверхностных явлений и фазовых переходов, кинетической теории в конденсированных фазах и гидродинамики, механики твердых тел и технологов, занимающихся созданием новых материалов, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Форматы: PDF

Издательство: Техносфера

Год: 2024

Место издания: Москва

ISBN: 978-5-94836-697-5

Страниц: 460

Артикул: 109102

Электронная книга

1399 ₽

Купить и скачать

Содержание

Содержание книги "Основы химической термодинамики неоднородных систем "

Предисловие

Список литературы

Глава 1. Основы термодинамики и идеальные системы

1. Неоднородные системы

2. Термодинамические параметры состояния

3. Термодинамические процессы

4. Основные положения равновесной термодинамики

5. Начала термодинамики

6. Второе начало термодинамики Клаузиуса и Гиббса

7. Проблемы термодинамики Гиббса

8. Основные положения неравновесной термодинамики

9. Уравнения неравновесной термодинамики

10. Самосогласование описания равновесия и динамики в идеальных системах

11. Идеальный газ и неравновесная статистическая термодинамика

12. Неоднородные идеальные системы

Список литературы

Глава 2. Следствия из уточнений концепции Клаузиуса

13. Локальный уровень самосогласованности описания кинетики и равновесия

14. Общность локального объема dV для самосогласованного описания кинетики и равновесия

15. Средние самосогласованные скорости стадий в неидеальных системах

16. Релаксация системы в однородной фазе без гравитации

17. Релаксация системы в однородной фазе в поле гравитации

18. Релаксация двухфазной системы в отсутствие поля гравитации

19. Релаксация двухфазной системы в поле гравитации

20. Анализ вывода условий расслаивания в поле гравитации Гиббса

21. Релаксация двухфазной системы в общем поле поверхностных и гравитационных сил

22. Термодинамика и деформированные состояния твердых тел

23. Безмодельность термодинамики и геометрические связи

Список литературы

Глава 3. Неидеальные системы

24. Модель решеточного газа

25. Неоднородные неидеальные системы

26. Кинетические уравнения в конденсированной фазе

27. Одноузельные элементарные стадии

28. Двухузельные элементарные стадии

29. Самосогласованность описания равновесия и кинетики взаимодействующих частиц в неоднородной системе

30. Молекулярно-кинетическая теория плотных фаз и времена релаксации

31. Термодинамические функции неидеальных неоднородных систем

Список литературы

Глава 4. Поверхностное натяжение границы раздела двухфазных систем

32. Термодинамические величины поверхностного слоя

33. Концентрационный профиль плоских и искривленных границ

34. Условия на концентрационный профиль границы

35. Свободная энергия переходной области границы раздела двух фаз

36. Поверхностное натяжение

37. Положение разделяющей поверхности

38. Численный анализ выражения термодинамического определения ПН

39. Анализ неоднозначности термодинамических определений ПН

40. Границы фаз двухкомпонентных систем

41. Является ли размер малой фазы ее термодинамическим параметром?

42. Критерий размерной зависимости ПН в метастабильных каплях

Список литературы

Глава 5. Твердофазные системы

43. Равновесное состояние твердого тела

44. Учет внутренних и внешних деформаций в объеме и на границе

45. Адсорбционная деформация

46. Учет упорядоченности компонентов смесей в объеме и на границах раздела фаз

47. Ограниченный домен упорядоченного твердого тела А0.5В0.5

48. Твердые сегнетоэлектрики типа «порядок — беспорядок»

49. Поверхностные и размерные зависимости сегнетоэлектриков типа смещения

50. Механические модули неоднородных твердых систем

Список литературы

Глава 6. Трехагрегатные пористые системы

51. Трехагрегатное уравнение состояния в МРГ

52. Методика расчета поверхностного натяжения менисков «пар — жидкость» в пористых телах

53. Расслаивание флюида в щелевидной поре

54. Три вида двухфазных поверхностных натяжений расслаивающихся пара и жидкости внутри щелевидной поры

55. Три вида двухфазных поверхностных натяжений расслаивающихся пара и жидкости внутри щелевидной поры с шероховатыми стенками

56. Влияние величины ограниченности объема системы на поверхностные натяжения в системе «пар — жидкость — твердое»

57. Молекулярные распределения в расслаивающейся системе «пар — жидкость» внутри цилиндрических пор на трех границах раздела фаз

Список литературы

Глава 7. Многочастичные параметры МРГ

58. Ассоциативная модель флюида

59. Корреляционные функции модели ассоциатов

60. Кинетические уравнения в модели ассоциатов

61. Скорости одноузельных элементарных стадий и их самосогласованность

62. Скорости двухузельных элементарных стадий и их самосогласованность

63. Равновесные связи корреляторов в модели ассоциатов

64. Простейшие примеры расчета в МРГ с модифицированными параметрами

65. Замыкание многочастичных корреляторов в модели ассоциатов

66. Перспектива использования модели ассоциатов

Список литературы

Глава 8. Методы расчета термодинамических функций

67. Учет колебаний в трехагрегатных системах

68. Методы статистической термодинамики для расчета равновесных характеристик

69. Проблема расчета термодинамических функций конденсированных фаз

70. Проблемы расчета поверхностного натяжения парожидкостной системы

71. Необходимые условия расчета термодинамических функций в модели ассоциатов

72. Метод модельной свободной энергии

Список литературы

Заключение

Список литературы

Приложения

Приложение 1. Константы скоростей элементарных стадий

Приложение 2. Адсорбционные системы

Приложение 3. Условия расслаивания парожидкостной системы в поле гравитации

Приложение 4. Гамильтониан решеточной неоднородной неидеальной системы

Приложение 5. Кластерный подход

Приложение 6. Некорректность использования коэффициентов активностей в кинетике

Приложение 7. Понижение размерности системы уравнений в КХП

Приложение 8. Компоненты смесей разных размеров

Приложение 9. Второе начало термодинамики и производство энтропии

Приложение 10. Следствие из учета времен релаксаций для термодинамики

Приложение 11. Метастабильные капли

Приложение 12. Подход Хилла к малым системам и неравновесность малых кристаллов

Приложение 13. Движения молекул внутри ячеек МРГ

Приложение 14. Твердые сегнетоэлектрики типа смещения

Приложение 15. Мягкая решетка адсорбата в щелевидной поре

Приложение 16. Непрямые корреляции

Список основных обозначений

Предметный указатель

Внимание!
При обнаружении неточностей или ошибок в описании книги "Основы химической термодинамики неоднородных систем (автор Юрий Товбин)", просим Вас отправить сообщение на почту help@directmedia.ru. Благодарим!