玻璃化过程中的结构弛豫是玻璃转变的逆过程吗?
统计力学
2011-03-02 v1 软凝聚态物质
化学物理
摘要
我们最近将热力学第二定律应用于一个孤立系统,该系统由一个诸如玻璃的系统 Σ 以及包围它的极大介质 Σ 组成,以证明在等压冷却下的任何等温弛豫过程中,Σ 的瞬时温度 T(t)、热力学熵 S(T_0,t) 和焓 H(T_0,t) 都会各自向其平衡值递减。Gibbs 统计熵也符合玻璃中的上述弛豫行为,然而这与 Gupta、Mauro 及其合作者关于玻璃转变与结构弛豫是互逆过程的猜想相反。不过,他们并未证明玻璃转变过程中的熵损失伴随着介质相应的熵增益以维持热力学第二定律。他们使用了一种基于若干猜想(例如微态的熵为零)的新型统计熵公式,但未将其行为与热力学熵进行比较。该公式旨在展示熵损失。其随后的上升不仅与我们的结果相矛盾,而且意味着弛豫过程中的玻璃必须具有负绝对温度。为了理解这些令人困惑的结果及上述猜想,我们对他们非传统的方法进行了批判性评估。我们发现逆过程猜想既未得到其方法的支持,也未得到第二定律的支持。零熵微态猜想仅在所有温度下 S(T_0,t)≡0(而不仅仅在绝对零度)时才是一致的,并且被发现毫无科学价值。我们证明了介质在玻璃转变过程中的最大熵增益使得熵损失猜想无效。在指出了他们工作中其他误导性、令人困惑和极度夸大的陈述之后,我们最终得出结论:他们非传统的统计方法和计算方案不适用于玻璃。
引用
@article{arxiv.1103.0219,
title = {Is Structural Relaxation During Vitrification the Inverse of the Glass Transition?},
author = {P. D. Gujrati},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.0219},
year = {2011}
}
备注
45 pages, 2 figures