ЛОКАЛЬНОЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Одно из осн. понятий термодинамики неравновесных процессов и механики сплошных сред; равновесие в очень малых (элементарных) объёмах среды, содержащих всё же столь большое число ч-ц (молекул, атомов, ионов и др.), что состояние этих физически бесконечно малых объёмов можно характеризовать темп-рой, хим. потенциалом и др. термодинамич. параметрами, но не постоянными, а зависящими от координат и времени. Ещё один параметр Л. т. р.— гидродинамич. скорость — характеризует скорость движения центра масс элем. объёма (элемента) среды. При Л. т. р. элементов среды состояние среды в целом неравновесно. Если малые элементы среды рассматривать приближённо как термодинамически равновесные подсистемы и учитывать обмен энергией, импульсом и в-вом между ними на основе ур-ний баланса, то задачи термодинамики неравновесных процессов и механики сплошных сред решаются методами термодинамики и механики. Статистич. физика позволяет уточнить понятие Л. т. р. и указать пределы его применимости. Понятию Л. т. р. соответствует локально равновесная ф-ция распределения плотности энергии, импульса и числа ч-ц, к-рая отвечает максимуму информац. энтропии (см. ЭНТРОПИЯ) при заданных ср. значениях этих величин как ф-ций времени и координат. При помощи такой ф-ции распределения можно определить понятие энтропии неравновесного состояния как энтропии такого локально-равновесного состояния, к-рое характеризуется такими же ср. значениями плотностей энергии, импульса и числа ч-ц, как и рассматриваемое неравновесное состояние. Однако локально-равновесное распределение позволяет получить лишь ур-ния т. н. идеальной гидродинамики, в к-рых не учитываются необратимые процессы. Для получения ур-ний гидродинамики, учитывающих необратимые процессы теплопроводности, вязкости и диффузии (т. е. переноса явления), требуется обращаться к кинетич. ур-нию для газов (см. КИНЕТИКА ФИЗИЧЕСКАЯ) или к уравнению Лиувилля, справедливому для любой среды, и искать такие их решения, к-рые зависят от времени лишь через ср. значения параметров, определяющих состояние. В результате получается неравновесная ф-ция распределения, к-рая позволяет вывести все ур-ния, описывающие процессы переноса энергии, импульса и в-ва (ур-ния диффузии, теплопроводности и Наеье — Стокса уравнения).

Гидродинамич. описание неравновесных процессов, основанное на Л. т. р., возможно для процессов, к-рые достаточно медленно изменяются в пр-ве и времени. Только в этом случае можно пренебречь эффектами нелокальности и запаздывания в процессах переноса.