Производство энтропии

Произво́дство энтропии

Энтропия, возникающая в физической системе за единицу времени в результате протекающих в ней неравновесных процессов (См. Неравновесные процессы). П. э., отнесённое к единице объёма, называется локальным.

Если термодинамические силы Xi (например, Градиенты температуры, концентраций компонентов или их химических потенциалов, массовой скорости, а в гетерогенных системах (См. Гетерогенная система) — конечные разности термодинамических параметров) создают в системе сопряжённые им потоки Ji (теплоты, вещества, импульса и др.), то локальное П. э. σ в такой неравновесной системе равно

(1)

где m — число действующих термодинамических сил. Полное П. э. равно интегралу от σ по объёму системы. Если термодинамические потоки и силы постоянны в пространстве, то полное П. э. отличается от локального лишь множителем, равным объёму системы. Потоки Ji связаны с вызывающими их термодинамическими силами Xi линейными соотношениями

, (2)

где Lik— кинетические коэффициенты (см. Онсагера теорема). Следовательно, П. э.

(3)

т. е. является квадратичной формой (См. Квадратичная форма) от термодинамических сил.

П. э. отлично от нуля и положительно для необратимых процессов (Критерий необратимости σ ≠ 0). В стационарном состоянии П. э. минимально (Пригожина теорема). Конкретное выражение для входящих в П. э. кинетических коэффициентов через потенциалы взаимодействия частиц определяется методами неравновесной статистической термодинамики.

Лит. см. при ст. Термодинамика неравновесных процессов.

Д. Н. Зубарев