Zur Thermodynamik der irreversiblen Prozesse I

Abstract

AbstractDie Gleichungen für Entropieströmung und Entropieerzeugung sowie die phänomenologischen Ansätze mit den Onsagerschen Reziprozitätsbeziehungen werden im Anschluß an Meixner und Prigogine für folgende Fälle aufgestellt und diskutiert: beliebig viele chemische Reaktionen in offenen homogenen Systemen, Kopplung von Materie- und Wärmeübergang zwischen zwei Phasen eines polythermen Systems, beliebige irreversible Prozesse in kontinuierlichen Systemen, die aus isotropen Medien bestehen. Dabei wird in allen Fällen eine beliebige Anzahl von Stoffen vorausgesetzt. Allgemeine Ungleichungen für die phänomenologischen Koeffizienten werden formuliert. Ferner wird folgendes gezeigt: Bei polythermen bzw. kontinuierlichen Systemen kann nach einer bestimmten Vorschrift, die durch Betrachtungen an offenen homogenen Systemen nahegelegt wird, aus dem „Wärmestrom" ein Anteil abgespalten werden, der sich auf den Wärmetransport durch die Materieströme bzw. Diffusionsströme bezieht. Der so gebildete „reduzierte Wärmestrom" ermöglicht eine besonders einfache Formulierung der Resultate der thermodynamisch-phänomenologischen Theorie. Insbesondere gelten für die mit dem „reduzierten Wärmestrom" definierten beiden „Wärmeleitfähigkeiten" λ (für homogene Durchmischung) und ϰ (für stationären Zustand) folgende Aussagen: worin die Bi die phänomenologischen Koeffizienten für die „Überlagerungsprozesse" (Thermoosmose, Thermodiffusion, thermoelektrische Erscheinungen usw.) und die Qi die „Überführungswärmen" sind, die sich wiederum durch die Bi und die phänomenologischen Koeffizienten für den isothermen Massentransport zwischen verschiedenen Phasen bzw. für die isotherme Diffusion ausdrücken lassen. Da speziell die erste Ungleichung bei Wahl eines anderen „Wärmestromes" nicht erfüllt zu sein braucht, folgt hieraus eine gewisse Vorzugsstellung des „reduzierten Wärmestromes".