Аннотация

Рассмотрены основные закономерности поведения открытых физико-химических систем при значительных отклонениях от равновесия. Большое внимание уделено вопросам неравновесной термодинамики, образованию диссипативных структур. Представлены основы математического описания процессов в неравновесных системах и анализа устойчивости конечных состояний нелинейных систем. Приведены примеры использования методов неравновесной термодинамики при решении задач, связанных с поведением гетерогенных металлических систем в различных внешних условиях.

Предназначено для изучения дисциплины «Термодинамика неравновесных процессов» для студентов, обучающихся по основной образовательной программе направления «Материаловедение и технология материалов».

Оглавление
Use the arrow to expand or collapse this section
Основные понятия и определения
Общий термодинамический подход к описанию макросистем
Отличительные черты и особенности классического термодинамического описания.
Степень отклонения от равновесия — критерий способов термодинамического описания.
Термодинамические основы описания неравновесных систем.
Линейная термодинамика
Первый закон Онзагера.
Определение термодинамических сил. Второй и третий законы Онзагера.
Диффузионные задачи.
Принцип Пригожина.
Область нелинейных законов — универсальный критерий эволюции систем
Самоорганизация и диссипативные структуры
Самоорганизация — эффект Бенара.
Самоорганизация — эффект Тейлора.
Самоорганизация — реакция Белоусова — Жаботинского.
Диссипативные структуры — свойства, классификация, условия существования.
Нелинейная термодинамика — динамические модели процессов с одной переменной
Динамические уравнения.
Эволюция систем — метод потенциала.
Автокатализ, динамика популяций.
Автокатализ с ветвлением, бифуркации — неравновесные фазовые переходы.
Ангармонический осциллятор — нарушение временной
симметрии.
Эволюция систем — анализ динамической функции.
Нелинейная термодинамика — динамические модели процессов с двумя переменными
Точечные конечные состояния, классификация, фазовые портреты, эволюция систем.
Предельные циклы.
Общие вопросы устойчивости нелинейных систем
Устойчивость по траектории.
Орбитальная устойчивость.
Структурная устойчивость.
Теория катастроф — взгляд со стороны
Катастрофы и анализ структурной устойчивости.
Катастрофа «складка».
Катастрофа «сборка».
Активные среды
Бистабильные среды.
Возбудимые среды.
Литература
Приложения
Устойчивость систем с n переменными.
Критерии устойчивости. Функция Ляпунова.

Литература по термодинамике, физической и коллоидной химии и смежным вопросам