Диссипация

редактировать

В термодинамике, рассеяние является результатом необратимого процесса, который имеет место в гомогенных термодинамических системах. Диссипативный процесс - это процесс, в котором энергия (внутренняя, объемный поток кинетическая или системный потенциал ) преобразуется от некоторой начальной формы к некоторой окончательной форме; способность конечной формы выполнять механическую работу меньше, чем способность исходной формы. Например, теплопередача является диссипативной, поскольку это передача внутренней энергии от более горячего тела к более холодному. Следуя второму закону термодинамики, энтропия изменяется с температурой (снижает способность комбинации двух тел выполнять механическую работу), но никогда не уменьшается. в изолированной системе.

Эти процессы производят энтропию (см. производство энтропии ) с определенной скоростью. Умножение скорости производства энтропии на температуру окружающей среды дает рассеиваемую мощность. Важными примерами необратимых процессов являются: тепловой поток через тепловое сопротивление, поток жидкости через сопротивление потоку, диффузия (смешение), химические реакции и электрический ток протекает через электрическое сопротивление (Джоулева нагревание ).

Найдите dissipation в Wiktionary, бесплатном словаре.

Содержание

  • 1 Определение
    • 1.1 Энергия
    • 1.2 Вычислительная физика
    • 1.3 Математика
  • 2 Примеры
    • 2.1 В гидротехнике
    • 2.2 Необратимые процессы
    • 2.3 Волны или колебания
  • 3 История
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Определение

Термодинамические диссипативные процессы по существу необратимы. Они производят энтропию с конечной скоростью. В процессе, в котором температура определяется локально непрерывно, локальная плотность скорости производства энтропии, умноженная на локальную температуру, дает локальную плотность рассеиваемой мощности. [Требуется определение!]

Отдельное проявление диссипативного процесса не может описываться единым индивидуальным гамильтоновым формализмом. Диссипативный процесс требует набора допустимых индивидуальных гамильтоновых описаний, которые точно описывают неизвестное фактическое конкретное возникновение интересующего процесса. Это включает трение и все аналогичные силы, которые приводят к декогерентности энергии, то есть преобразованию когерентного или направленного потока энергии в косвенное или более изотропное распределение энергии.

Энергия

«Преобразование механической энергии в тепло называется рассеянием энергии». - François Roddier Термин также применяется к потере энергии из-за нежелательного выделения тепла в электрических и электронных цепях.

Вычислительная физика

В вычислительной физике числовая диссипация (также известная как «числовая диффузия») относится к определенным побочным эффектам, которые могут возникать в результате числовой физики. решение дифференциального уравнения. Когда чистое уравнение адвекции, которое не содержит диссипации, решается методом численной аппроксимации, энергия исходной волны может быть уменьшена способом, аналогичным диффузионному процессу. Говорят, что такой метод содержит «диссипацию». В некоторых случаях «искусственное рассеяние» намеренно добавляется для улучшения числовой устойчивости характеристик решения.

Математика

Формальное математическое определение рассеяния, как обычно использованный в математическом исследовании сохраняющих меру динамических систем, приведен в статье блуждающая совокупность.

Примеры

В гидротехнике

Рассеивание - это процесс преобразования механической энергии нисходящей воды в тепловую и акустическую. В руслах ручьев спроектированы различные устройства для уменьшения кинетической энергии текущих вод, чтобы уменьшить их эрозионный потенциал на берегах и дне рек. Очень часто эти устройства выглядят как маленькие водопады или каскады, где вода течет вертикально или по каменной наброске, теряя часть своей кинетической энергии.

Необратимые процессы

Важные примеры необратимых процессов:

  1. Тепловой поток через тепловое сопротивление
  2. Поток жидкости через сопротивление потоку
  3. Диффузия (смешивание)
  4. Химические реакции
  5. Электрический ток протекает через электрическое сопротивление (Джоулев нагрев ).

Волны или колебания

Волны или колебания, теряют энергию в течение времени, обычно из-за трения или турбулентности. Во многих случаях «потерянная» энергия повышает температуру Например, считается, что волна , теряющая амплитуду, рассеивается. Точный характер эффектов зависит от природы волны: атмосферная волна, например, может рассеиваться близко к поверхности из-за трения с землей, а на более высоких уровнях из-за радиационное охлаждение.

История

Концепция рассеяния была введена в область термодинамики Уильямом Томсоном (лорд Кельвин) в 1852 году. Лорд Кельвин пришел к выводу, что часть вышеперечисленного - упомянутые необратимые диссипативные процессы будут происходить, если процесс не управляется «совершенным термодинамическим двигателем». К процессам, которые определил лорд Кельвин, относились трение, диффузия, теплопроводность и поглощение света.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-17 09:09:06
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте