非平衡系统中输运过程的非线性闭包关系理论
统计力学
2015-06-23 v3 材料科学
摘要
十年前，针对Onsager区域之外的系统，提出了一种闭包关系的宏观理论。该理论被称为“热力学场论”（TFT）。该工作的目标是确定在远离平衡的系统中尊重热力学定理的非线性流-力关系。我们提出了TFT的一种新表述，其中去除了一个基本限制，即输运系数斜对称部分的闭式解。此外，一般协变原理被De Donder-Prigogine热力学协变原理（TCP）所取代。引入TCP需要应用适当的数学形式，称为“熵协变形式”。通过几何论证，我们证明了Glansdorff-Prigogine普适演化判据的有效性。还推导了一组新的闭包方程，用于确定对线性（“Onsager”）输运系数的非线性修正。热力学空间的几何是非黎曼的。然而，对于高熵产生值，它趋于黎曼几何。在此极限下，我们恢复了旧理论发现的输运方程。我们的方法在磁约束等离子体、受温度和电势梯度作用的材料或单分子三角化学反应中的输运应用可参见本文引用的参考文献。托卡马克等离子体中的输运过程特别令人感兴趣。在这种情况下，即使没有湍流，等离子体状态也接近（但并非处于）局部平衡状态。这阻止了输运关系是线性的。
引用
@article{arxiv.0901.4042,
title = {Nonlinear Closure Relations Theory for Transport Processes in Non-Equilibrium Systems},
author = {Giorgio Sonnino},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.4042},
year = {2015}
}
备注
45 pages. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:0805.3265