Рассмотрены основные закономерности поведения открытых физико-химических систем при значительных отклонениях от равновесия. Большое внимание уделено вопросам неравновесной термодинамики, образованию диссипативных структур. Представлены основы математического описания процессов в неравновесных системах и анализа устойчивости конечных состояний нелинейных систем. Приведены примеры использования методов неравновесной термодинамики при решении задач, связанных с поведением гетерогенных металлических систем в различных внешних условиях.

Предназначено для изучения дисциплины «Термодинамика неравновесных процессов» для студентов, обучающихся по основной образовательной программе направления «Материаловедение и технология материалов».

ОглавлениеUse the arrow to expand or collapse this sectionОсновные понятия и определенияОбщий термодинамический подход к описанию макросистемОтличительные черты и особенности классического термодинамического описания.Степень отклонения от равновесия — критерий способов термодинамического описания.Термодинамические основы описания неравновесных систем.Линейная термодинамикаПервый закон Онзагера.Определение термодинамических сил. Второй и третий законы Онзагера.Диффузионные задачи.Принцип Пригожина.Область нелинейных законов — универсальный критерий эволюции системСамоорганизация и диссипативные структурыСамоорганизация — эффект Бенара.Самоорганизация — эффект Тейлора.Самоорганизация — реакция Белоусова — Жаботинского.Диссипативные структуры — свойства, классификация, условия существования.Нелинейная термодинамика — динамические модели процессов с одной переменнойДинамические уравнения.Эволюция систем — метод потенциала.Автокатализ, динамика популяций.Автокатализ с ветвлением, бифуркации — неравновесные фазовые переходы.Ангармонический осциллятор — нарушение временнойсимметрии.Эволюция систем — анализ динамической функции.Нелинейная термодинамика — динамические модели процессов с двумя переменнымиТочечные конечные состояния, классификация, фазовые портреты, эволюция систем.Предельные циклы.Общие вопросы устойчивости нелинейных системУстойчивость по траектории.Орбитальная устойчивость.Структурная устойчивость.Теория катастроф — взгляд со стороныКатастрофы и анализ структурной устойчивости.Катастрофа «складка».Катастрофа «сборка».Активные средыБистабильные среды.Возбудимые среды.ЛитератураПриложенияУстойчивость систем с n переменными.Критерии устойчивости. Функция Ляпунова.

Литература по термодинамике, физической и коллоидной химии и смежным вопросам