Необратимые процессы

Необрати́мые процессы

Физические процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном определённом направлении. К ним относятся: процессы диффузии (См. Диффузия), теплопроводности (См. Теплопроводность), термодиффузии (См. Термодиффузия), вязкого течения, расширения газа в пустоту и т.п. Все Н. п. являются неравновесными процессами (См. Неравновесные процессы). В замкнутых системах Н. п. сопровождаются возрастанием энтропии (См. Энтропия). В открытых системах (См. Открытые системы) (которые могут обмениваться энергией или веществом с окружающей средой) при Н. п. энтропия может оставаться постоянной или даже убывать за счёт обмена энтропией с внешней средой. Однако во всех случаях остаётся положительным производство энтропии, т. е. её возрастание в системе за единицу времени из-за наличия Н. п.

Классическая Термодинамика, изучающая равновесные, обратимые процессы, для Н. п. устанавливает неравенства, которые указывают возможное направление Н. п. (см. Второе начало термодинамики).

Н. п. изучаются термодинамикой неравновесных процессов (См. Термодинамика неравновесных процессов) и статистической теорией неравновесных процессов. Термодинамика Н. п. даёт возможность находить для различных Н. п. производство энтропии в системе в зависимости от параметров неравновесного состояния, а также получать уравнения, описывающие изменения во времени этих параметров (например, уравнения диффузии, теплопроводности, Навье — Стокса уравнение (См. Навье — Стокса уравнения) гидродинамики вязкой жидкости). Коэффициенты в этих уравнениях (кинетические коэффициенты, см. Кинетика физическая) рассматриваются как феноменологические постоянные, определяемые из опыта. Статистическая теория Н. п. даёт возможность получить выражения для кинетических коэффициентов через молекулярные постоянные. Наиболее полно изучены Н. п. в газах при помощи кинетического уравнения Больцмана (См. Кинетическое уравнение Больцмана).

Лит. см. при статьях Кинетика физическая и Термодинамика неравновесных процессов.

Д. Н. Зубарев.