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¿Es la transformada de Fourier ' Ley de s de conducción a consecuencia del segundo principio?

En los clásicos cursos de termodinámica, la entropía es a menudo motivados por la necesidad de justificar que el calor fluye de las altas temperaturas de las zonas a temperaturas inferiores zonas: esto es visto como una consecuencia de la maximización de la entropía. Sin embargo, también podría ser visto como una consecuencia de la ley de conducción de calor. Buscando en la no-equuilibrium thermodynqmics literatura me puede ver una conexión con la teoría de onsager las relaciones recíprocas pero de lo que puedo decir de ellos que son presentados como leyes fenomenológicas.

Puede la ley de la conducción se deriva de la hipótesis clásica de la termodinámica?

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hyportnex Puntos 1549

Respuesta corta es no, pero incluso entonces depende de lo que quieres decir por "la 2ª ley de la termodinámica". En los tratamientos convencionales de los llamados de equilibrio termodinámica de Fourier de la ley de conducción de calor es completamente independiente del resto. En lo que se llama "racional de la termodinámica" en el que el 2º de la ley se formula como el "Clausius-Duhem desigualdad" es, de hecho, se convierte en parte de la "2ª de la ley" y una generalización de ella también. Desde el Clausius-Duhem desigualdad se puede demostrar que para la conducción de calor en régimen lineal de la conductividad debe ser positivo o si en un cristal anisótropo una positiva definida tensor. La simetría del tensor de la seguiría a partir de la llamada teoría de onsager del principio de reciprocidad, pero Truesdell afirma que nunca ha sido verificada experimentalmente para todos los cristalina clases, pero el suyo, C. A. Truesdell: Racional Termodinámica donde se puede leer mucho sobre este tema es un "viejo" libro, así que puede haber más recientes resultados experimentales en que. De hecho, Truesdell utiliza la escasez de experimentos en la simetría de la conducción de calor tensor para denunciar "Onsagerism" como un cuasi-movimiento religioso que nunca ha producido nada de nada. El mismo formalismo se utiliza para introducir el "racional de la termodinámica" de difusión.

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surajshankar Puntos 548

Uno no puede "derivar" cualquier no-equilibrio de la tasa de la ley de la termodinámica, simplemente porque están más allá del alcance de la teoría. Termodinámica simplemente no se ocupa de tales fenómenos y, por tanto, no puede decirle cómo estos procesos se producen (en este caso de la conducción de calor). Todos los que la termodinámica no se relacionan los valores de la media de ciertas propiedades de los sistemas entre sí (lo que implica también que los de segundo orden cantidades como calor específico, que dependen de las fluctuaciones de la propiedad no puede ser derivada de la termodinámica, y en lugar de una entrada externa a la teoría). En su lugar, lo que se llama una derivación de la transformada de Fourier de la ley es todavía principalmente fenomenológico y se puede hacer, para lo cual se debe tener una mirada en Chaikin y Lubensky del libro sobre los Principios de la Materia Condensada, en el tema de la Hidrodinámica.

Voy a describir brevemente algunos de los puntos indicados en el libro. La ley de Fourier puede ser pensado como el orden más bajo de contribución en un gradiente de expansión, considerando así sólo pequeños gradientes térmicos. No hay ninguna razón por la respuesta lineal de la teoría para ser válido en un amplio rango de temperatura, si es así, entonces es una particularidad de los materiales. Teniendo en cuenta el lento espacial de modulación de la temperatura como una larga longitud de onda de excitación térmica y la conservación de la energía, podemos sistemáticamente escribir la ecuación linealizada de la energía actual, yo.e calor. Este sería directamente te dan la transformada de Fourier de la ley en el proceso. El transporte asociado coeficiente se etiqueta de la conductividad térmica y cuyo signo es fijado por la segunda ley de la termodinámica, por razones de estabilidad.

Un procedimiento detallado se proporciona en el libro mencionado anteriormente.

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Puede la ley de la conducción se deriva de la hipótesis clásica de la termodinámica?

La respuesta debe ser no, porque la termodinámica clásica no se ocupa de la descripción de los procesos irreversibles en el tiempo; sólo se ocupa de estados de equilibrio. Segunda ley de la termodinámica no afirma que la entropía disminuye en el tiempo, sólo que después de un proceso irreversible termina en un nuevo estado de equilibrio, la entropía no podría haber disminuido.

La ley de Fourier de conducción de calor es una forma de describir lo que sucede a la temperatura de un objeto en el tiempo. En una manera, que es la descripción más general, porque describe la no-estado de equilibrio, pero de otra manera también es menos general, porque no se aplica a todos los de la conducción de calor de los procesos.

Parece extraño, pero estas dos teorías de calor son en gran parte independientes - que lidiar con diferentes tipos de preguntas sobre el calor y la temperatura. Quizás esto significa que no tienen una teoría satisfactoria de ellos (irreversible de la termodinámica).

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