关于热力学通量与力的热扩散和规范变换
统计力学
2018-04-18 v1
摘要
我们讨论了在非等温条件下无限稀释液体溶液中的分子扩散输运。这一讨论的动机是出现了对以化学势写出的热力学输运方程在存在温度梯度时的误解。输运方程包含由规范变换引起的贡献，该规范变换与化学势被确定至形如 (AT+B) 的加数（其中 A 和 B 为任意常数）有关，其中常数 A 源于熵对常数偏移的不变性，B 源于势能对常数偏移的不变性。热力学通量中交叉效应项的系数由该规范变换贡献，且通常并非实际的交叉效应物理输运系数。我们的处理基于熵平衡的考量，并为从第一性原理评估热扩散常数提供了有希望的线索。我们还讨论了稀溶液的“barodiffusion”的不可能性，其理解为由压力梯度本身驱动的扩散通量。当文献中提及“barodiffusion”项时，这些项通常代表外势场（例如电场或引力场）中的漂移，其中在最终方程中分子上的比力被替换为该外势场产生的静水压力梯度的表达式。显然，将后者解释为 barodiffusion 是脆弱的，并可能妨碍对由压力梯度本身产生的扩散通量的考量。
引用
@article{arxiv.1705.03690,
title = {On thermal diffusion and gauge transformations for thermodynamic fluxes and forces},
author = {Denis S. Goldobin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.03690},
year = {2018}
}
备注
in Russian; author's version of the manuscript published in Vych. Mekh. Sploshnyh Sred -- Computational Continuum Mechanics, vol. 9, no. 1, 52-58 (2016)