Производство энтропии

Производство энтропии, энтропия, возникающая в физической системе за единицу времени в результате протекающих в ней неравновесных процессов. П. э., отнесённое к единице объёма, называется локальным.

  Если термодинамические силы X_i (например, градиенты температуры, концентраций компонентов или их химических потенциалов, массовой скорости, а в гетерогенных системах — конечные разности термодинамических параметров) создают в системе сопряжённые им потоки J_i (теплоты, вещества, импульса и др.), то локальное П. э. s в такой неравновесной системе равно

     (1)

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

,     (2)

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

     (3)

т. е. является квадратичной формой от термодинамических сил.

  П. э. отлично от нуля и положительно для необратимых процессов (Критерий необратимости s ¹ 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