Disipare

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru / nu la echilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Închis Deschis Adiabatic Izolat Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Direct Inversat Randament și eficiență
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Diagrame termodinamice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: $U(S,V)$ Energie liberă: $A(T,V)=U-TS$ Entalpie: $H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă: $G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

În termodinamică disiparea este rezultatul unui proces ireversibil care afectează un sistem termodinamic. Într-un proces disipativ, energia (internă, cinetică sau potențială) se transformă din forma inițială într-o formă finală, unde capacitatea formei finale de a produce lucru mecanic este mai mică decât cea a formei inițiale. De exemplu transmiterea energiei sub formă de căldură este disipativă deoarece este un transfer de energie altfel decât prin lucru mecanic sau prin materie și împrăștie energie concentrată anterior. Urmând principiul al doilea al termodinamicii în transmiterea căldurii prin conducție și radiație de la un corp la altul, entropia variază în funcție de temperatură (reduce capacitatea combinației celor două corpuri de a produce lucru mecanic), dar într-un sistem izolat nu scade niciodată.

Procesele care au loc la o temperatură locală definită produc entropie cu o anumită viteză. Viteza de producție a entropiei înmulțită cu temperatura locală dă puterea disipată. Exemple importante de procese ireversibile sunt: fluxul termic printr-o rezistență termică, curgerea unui fluid printr-o rezistență hidrodinamică, difuziunea (amestecarea), reacțiile chimice și trecerea curentului electric printr-o rezistență electrică (efectul Joule).

Istoric

Conceptul de disipare a fost introdus în termodinamică de către William Thomson, în 1852. Thomson a dedus că dacă un proces nu este guvernat de un „motor termodinamic perfect”, vor apărea diverse procese disipative ireversibile. Astfel de procese identificate de Thomson au fost frecarea, difuziunea, transmiterea căldurii și absorbția luminii.

Descriere

În ingineria mecanică disiparea este conversia ireversibilă a energiei mecanice în energie termică cu o creștere asociată a entropiei.

Procesele termodinamice disipative sunt în esență ireversibile deoarece produc entropie. Planck a considerat frecarea drept exemplul principal al unui proces termodinamic ireversibil. Într-un proces în care temperatura este definită local continuu, produsul dintre densitatea locală a vitezei de producție a entropiei și temperatura locală dă densitatea locală a puterii disipate.

O anumită apariție a unui proces disipativ nu poate fi descrisă de un singur formalism individual hamiltonian. Un proces disipativ necesită o colecție de descrieri hamiltoniene individuale admisibile, cea care tocmai descrie apariția la un anumit moment a procesului efectiv fiind necunoscută. Aceasta include frecarea, șocurile și toate forțele similare care au ca rezultat incoerența energiei, adică conversia fluxului de energie coerentă sau direcționarea fluxului de energie într-o distribuție indirectă sau mai izotropă.

Exemple de procese ireversibile

Exemple de procese ireversibile, cu disipări ale energiei, sunt:

• fluxul termic printr-o rezistență termică,
• curgerea unui fluid printr-o rezistență hidrodinamică,
• difuziunea (amestecarea),
• reacțiile chimice
• trecerea curentului electric printr-o rezistență electrică (efectul Joule).