非平衡系统 - 版本历史

2022年4月22日 (五) 08:47 Bnustv

2022-04-22T08:47:41Z

2022年4月20日 (三) 17:18 Bnustv

2022-04-20T17:18:19Z

显示更改

2022年3月31日 (四) 04:12 Bnustv

2022-03-31T04:12:01Z

Jie：/* Sources */

2020-11-27T11:41:18Z

Sources

2020年11月27日 (五) 11:40 Jie

2020-11-27T11:40:49Z

Jie：/* See also */

2020-11-27T11:39:42Z

Jie：/* See also */

2020-11-27T11:39:05Z

Jie：/* Applications */

2020-11-27T11:35:55Z

Applications

Jie：/* Speculated extremal principles for non-equilibrium processes */

2020-11-27T11:35:24Z

Speculated extremal principles for non-equilibrium processes

Jie：/* Flows and forces 流量与力 */

2020-11-27T11:20:57Z

Flows and forces 流量与力

←上一版本		2022年4月22日 (五) 08:47的版本
第1行：		第1行：
−	本中文词条由[[用户:Bnustv\|Bnustv]]~~整理和审校中~~	+	本中文词条由[[用户:Bnustv\|Bnustv]]整理和审校

@@ 第1行： / 第1行： @@
-此词条由Jie翻译。
+本中文词条由[[用户:Bnustv|Bnustv]]整理和审校中
-{{Cleanup rewrite|date=December 2018}}{{thermodynamics|cTopic=Branches}}
+'''<font color="#ff8000"> 非平衡热力学Non-equilibrium thermodynamics</font>'''是热力学'''<font color="#ff8000">thermodynamics</font>'''的一个分支，它处理的是并不处于'''<font color="#ff8000"> 热力学平衡状态Thermodynamic equilibrium </font>'''但可以用变量（'''<font color="#ff8000">非平衡态non-equilibrium state</font>'''变量）来描述的物理系统。这些变量是用来说明系统处于热力学平衡时的外推变量。这类非平衡热力学也被称为不可逆过程热力学。经典热力学是以“可逆过程”和平衡态的概念为基础的，但在实际的物理、化学变化中绝大多数是不可逆过程，系统处在非平衡态。而用新的热力学理论来解决这些实际过程，即为不可逆过程热力学。一切不可逆过程都是系统某一性质在物系内部的输运过程，其原因是系统的相应的另一性质的不均匀性，如温差引起热传导、浓差引起扩散等现象。不可逆过程热力学的基本概念是熵产生率（系统内相邻单位时间产生的熵）。非平衡热力学状态与系统内部的运输过程和化学反应速率有关，也就是说它仍然或多或少地取决于热力学平衡。
-'''Non-equilibrium thermodynamics''' is a branch of [[thermodynamics]] that deals with physical systems that are not in [[thermodynamic equilibrium]] but can be described in terms of variables (non-equilibrium state variables) that represent an extrapolation of the variables used to specify the system in thermodynamic equilibrium. Non-equilibrium thermodynamics is concerned with [[transport phenomena|transport process]]es and with the rates of [[chemical reactions]]. It relies on what may be thought of as more or less nearness to thermodynamic equilibrium.
+现代科学的另一个重要方面的发展是朝着系统的多样化、复杂化的方向发展，在这方面涉及到各种不同的空间和时间尺度的运动形式。其中以研究具有大量粒子和大量自由度的复杂系统为对象的热力学和统计物理学，得到了巨大的成功，特别在非线性区的热力学和统计物理学的研究方面，近20年来取得了新的突破。比利时自由大学的普利高津的布鲁塞尔学派，德国斯图加特大学的哈肯学派，日本的东京大学的久保学派等为非平衡热力学一统计物理学理论的发展作出了杰出的贡献。普利高津为此获得了诺贝尔化学奖。在非平衡热力学理论中，首先要区分孤立系统与开放系统之间的性质。热力学是以大量粒子(如分子、原子、电子等)组成的宏观系统怍为自己的研究对象。
-Non-equilibrium thermodynamics is a branch of thermodynamics that deals with physical systems that are not in thermodynamic equilibrium but can be described in terms of variables (non-equilibrium state variables) that represent an extrapolation of the variables used to specify the system in thermodynamic equilibrium. Non-equilibrium thermodynamics is concerned with transport processes and with the rates of chemical reactions. It relies on what may be thought of as more or less nearness to thermodynamic equilibrium.
+这大量粒子的集合，被称为“热力学系统”，或简称“系统”。系统与环境是密切相关的，在研究一个热力学系统的运动规律时。我们不仅注意系统内部影响运动的各种因素，而且也要注意外部环境对系统的作用。对于一个系统来说，周围的环境可称为系统的外界(影响)。世界上的事物是无穷无尽的，在每个具体问题中，我们不可能把受外界影响的所有事物都作为自己的对象进行认识。将客观存在分成系统和外界是为了集中研究我们最关心的一部分客体(系统)的运动。同时，对于外界来说，我们只关心那些对系统的运动产生重要影响的因素，而不考虑与系统无关或关系不大的外界的各种复杂的现象，从而大大地简化了我们所要讨论的问题。
@@ 第34行： / 第17行： @@
 === Difference between equilibrium and non-equilibrium thermodynamics 平衡与非平衡热力学之间的差异 ===
-A profound difference separates equilibrium from non-equilibrium thermodynamics. Equilibrium thermodynamics ignores the time-courses of physical processes. In contrast, non-equilibrium thermodynamics attempts to describe their time-courses in continuous detail.
+平衡热力学和非平衡热力学有很大的区别。平衡热力学忽略物理过程的时间过程。相反，非平衡态热力学则试图连续而详细地描述它们的时间过程。平衡热力学和非平衡热力学有很大的区别。

@@ 第451行： / 第451行： @@
 {{Reflist|colwidth=30em}}
-===Sources===
+=== Sources 资料来源 ===
 {{refbegin}}
 *[[Herbert Callen|Callen, H.B.]] (1960/1985). ''Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics'', (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, {{ISBN|0-471-86256-8}}.

←上一版本		2020年11月27日 (五) 11:40的版本
第445行：		第445行：
	* '''<font color="#ff8000"> 自创生Autopoiesis </font>'''		* '''<font color="#ff8000"> 自创生Autopoiesis </font>'''
	* '''<font color="#ff8000"> 最大功率的原则Maximum power principle </font>'''		* '''<font color="#ff8000"> 最大功率的原则Maximum power principle </font>'''
		+
		+
		+
		+	== References 参考文献 ==
		+	{{Reflist\|colwidth=30em}}
		+
		+	===Sources===
		+	{{refbegin}}
		+	*[[Herbert Callen\|Callen, H.B.]] (1960/1985). ''Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics'', (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, {{ISBN\|0-471-86256-8}}.
		+	*Eu, B.C. (2002). ''Generalized Thermodynamics. The Thermodynamics of Irreversible Processes and Generalized Hydrodynamics'', Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, {{ISBN\|1-4020-0788-4}}.
		+	*Glansdorff, P., [[Ilya Prigogine\|Prigogine, I.]] (1971). ''Thermodynamic Theory of Structure, Stability, and Fluctuations'', Wiley-Interscience, London, 1971, {{ISBN\|0-471-30280-5}}.
		+	*Grandy, W.T., Jr (2008). ''Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems''. Oxford University Press. {{ISBN\|978-0-19-954617-6}}.
		+	*Gyarmati, I. (1967/1970). ''Non-equilibrium Thermodynamics. Field Theory and Variational Principles'', translated from the Hungarian (1967) by E. Gyarmati and W.F. Heinz, Springer, Berlin.
		+	*[[Elliott H. Lieb\|Lieb, E.H.]], [[Jakob Yngvason\|Yngvason, J.]] (1999). 'The physics and mathematics of the second law of thermodynamics', ''Physics Reports'', '''310''': 1–96. [https://arxiv.org/abs/cond-mat/9708200 See also this.]
		+	{{refend}}
		+
		+	== Further reading 相关阅读 ==
		+	{{refbegin}}
		+	*[[Hans Ziegler (physicist)\|Ziegler, Hans]] (1977): ''An introduction to Thermomechanics''. North Holland, Amsterdam. {{ISBN\|0-444-11080-1}}. Second edition (1983) {{ISBN\|0-444-86503-9}}.
		+	*Kleidon, A., Lorenz, R.D., editors (2005). ''Non-equilibrium Thermodynamics and the Production of Entropy'', Springer, Berlin. {{ISBN\|3-540-22495-5}}.
		+	*[[Ilya Prigogine\|Prigogine, I.]] (1955/1961/1967). ''Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes''. 3rd edition, Wiley Interscience, New York.
		+	*[[Dmitry Zubarev\|Zubarev D. N.]] (1974): ''[https://books.google.com/books?id=SQy3AAAAIAAJ&hl=ru&source=gbs_ViewAPI Nonequilibrium Statistical Thermodynamics]''. New York, Consultants Bureau. {{ISBN\|0-306-10895-X}}; {{ISBN\|978-0-306-10895-2}}.
		+	*Keizer, J. (1987). ''Statistical Thermodynamics of Nonequilibrium Processes'', Springer-Verlag, New York, {{ISBN\|0-387-96501-7}}.
		+	*[[Dmitry Zubarev\|Zubarev D. N.]], Morozov V., Ropke G. (1996): ''Statistical Mechanics of Nonequilibrium Processes: Basic Concepts, Kinetic Theory''. John Wiley & Sons. {{ISBN\|3-05-501708-0}}.
		+	*[[Dmitry Zubarev\|Zubarev D. N.]], Morozov V., Ropke G. (1997): ''Statistical Mechanics of Nonequilibrium Processes: Relaxation and Hydrodynamic Processes''. John Wiley & Sons. {{ISBN\|3-527-40084-2}}.
		+	*Tuck, Adrian F. (2008). ''Atmospheric turbulence : a molecular dynamics perspective''. Oxford University Press. {{ISBN\|978-0-19-923653-4}}.
		+	*Grandy, W.T., Jr (2008). ''Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems''. Oxford University Press. {{ISBN\|978-0-19-954617-6}}.
		+	*Kondepudi, D., Prigogine, I. (1998). ''Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures''. John Wiley & Sons, Chichester. {{ISBN\|0-471-97393-9}}.
		+	*de Groot S.R., [[Peter Mazur\|Mazur P.]] (1984). ''Non-Equilibrium Thermodynamics'' (Dover). {{ISBN\|0-486-64741-2}}
		+	*Ramiro Augusto Salazar La Rotta. (2011). ''The Non-Equilibrium Thermodynamics, Perpetual''
		+	{{refend}}
		+
		+
		+
		+	== External links 相关链接 ==
		+
		+	*[https://web.archive.org/web/20110406071945/http://www-dcf.ds.mpg.de/build.php/Titel/Research_english.html?sub=1&ver=en Stephan Herminghaus' Dynamics of Complex Fluids Department at the Max Planck Institute for Dynamics and Self Organization]
		+	斯蒂芬·赫明豪斯Stephan Herminghaus的复杂流体系动力学，马克斯·普朗克动力学与自组织学院
		+	* [https://web.archive.org/web/20120519172014/http://www.worldscibooks.com/physics/1622.html Non-equilibrium Statistical Thermodynamics applied to Fluid Dynamics and Laser Physics] - 1992- book by Xavier de Hemptinne.
		+	非平衡统计热力学应用于流体动力学和激光物理学，作者Xavier de Hemptinne，1992年
		+
		+	* [https://dx.doi.org/10.1063/1.2012462 Nonequilibrium Thermodynamics of Small Systems] - PhysicsToday.org
		+
		+	小型系统的非平衡热力学，网站PhysicsToday.org
		+	* [https://web.archive.org/web/20050308053832/http://www.intothecool.com/energetic.php Into the Cool] - 2005 book by Dorion Sagan and Eric D. Schneider, on nonequilibrium thermodynamics and [[evolution\|evolutionary theory]].
		+	《Into the Cool》，Dorion Sagan和Eric D. Schneider 2005年撰写的关于非平衡热力学和演化理论的书
		+
		+	*[http://www.pnas.org/content/98/20/11081.full.pdf Thermodynamics ‘‘beyond'' local equilibrium]
		+	超越局部平衡的热力学
		+
		+	{{Branches of physics\|state=collapsed}}
		+
		+	{{DEFAULTSORT:Non-Equilibrium Thermodynamics}}
		+	[[Category:Non-equilibrium thermodynamics\| ]]
		+	[[Category:Concepts in physics]]
		+	[[Category:Branches of thermodynamics]]

@@ 第412行： / 第412行： @@
 同时，关于非平衡热力学和信息熵理论的思想，已经被用来描述一般的经济系统。
-==See also==
+== See also 其他参考资料 ==
 * [[Time crystal]]
 * [[Dissipative system]]
 * [[Entropy production]]
 * [[Extremal principles in non-equilibrium thermodynamics]]
 * [[Self-organization]]
 * [[Autocatalytic reactions and order creation]]
 * [[Self-organizing criticality]]
+* [[BBGKY hierarchy|Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon hierarchy of equations]]
-Category:Branches of thermodynamics
+* [[Boltzmann equation]]
+* [[Vlasov equation]]
-分类: 热力学的分支
+* [[Maxwell's demon]]
+* [[Information entropy]]
-<noinclude>
+* [[Spontaneous symmetry breaking]]
+* [[Autopoiesis]]
-<small>This page was moved from [[wikipedia:en:Non-equilibrium thermodynamics]]. Its edit history can be viewed at [[非平衡系统/edithistory]]</small></noinclude>
+* [[Maximum power principle]]
 * '''<font color="#ff8000"> 时间晶体Time crystal </font>'''

←上一版本		2020年11月27日 (五) 11:39的版本
第443行：		第443行：

	[[Category:待整理页面]]		[[Category:待整理页面]]
		+
		+	* '''<font color="#ff8000"> 时间晶体Time crystal </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 耗散系统Dissipative system </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 熵产生Entropy production </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 非平衡热力学中的极值原理Extremal principles in non-equilibrium thermodynamics </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 自组织Self-organization </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 自催化反应和有序生成Autocatalytic reactions and order creation </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 自组织临界性Self-organizing criticality </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> BBGKY方程体系BBGKY hierarchy\|Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon hierarchy of equations </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 波尔兹曼方程Boltzmann equation </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 弗拉索夫方程Vlasov equation </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 麦克斯韦妖Maxwell's demon </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 信息熵Information entropy </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 自发对称性破缺Spontaneous symmetry breaking </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 自创生Autopoiesis </font>'''
		+	* '''<font color="#ff8000"> 最大功率的原则Maximum power principle </font>'''

@@ 第393行： / 第393行： @@
 有充分的实验证据表明，热对流不符合熵产生时间速率的极值原理。理论分析表明，化学反应没有遵循熵产生时间速率的二次微分极值原理，以目前的知识体系，一般性极值原理的发展似乎是不可行的。
-==Applications==
+== Applications 应用 ==
 Non-equilibrium thermodynamics has been successfully applied to describe biological processes such as [[protein folding]]/unfolding and [[membrane transport|transport through membranes]].<ref>{{cite journal |last1=Kimizuka |first1=Hideo |last2=Kaibara |first2=Kozue |title=Nonequilibrium thermodynamics of ion transport through membranes |journal=Journal of Colloid and Interface Science |date=September 1975 |volume=52 |issue=3 |pages=516–525 |doi=10.1016/0021-9797(75)90276-3}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Baranowski |first1=B. |title=Non-equilibrium thermodynamics as applied to membrane transport |journal=Journal of Membrane Science |date=April 1991 |volume=57 |issue=2–3 |pages=119–159 |doi=10.1016/S0376-7388(00)80675-4}}</ref>
 It is also used to give a description of the dynamics of nanoparticles, which can be out of equilibrium in systems where catalysis and electrochemical conversion is involved.<ref>{{cite journal |last1=Bazant |first1=Martin Z. |title=Theory of Chemical Kinetics and Charge Transfer based on Nonequilibrium Thermodynamics |journal=Accounts of Chemical Research |date=22 March 2013 |volume=46 |issue=5 |pages=1144–1160 |doi=10.1021/ar300145c|pmid=23520980 |arxiv=1208.1587 |s2cid=10827167 }}</ref>
-Also, ideas from non-equilibrium thermodynamics and the informatic theory of entropy have been adapted to describe general economic systems.<ref>{{Cite book|title = Econodynamics. The Theory of Social Production.|last = Pokrovskii|first = Vladimir|publisher = Springer, Dordrecht-Heidelberg-London-New York.|year = 2011|isbn = |location = https://www.springer.com/physics/complexity/book/978-94-007-2095-4|pages = }}</ref>
+它也可用于描述纳米粒子的动力学，在涉及催化和电化学转化的系统中，纳米粒子的动力学可能不平衡。
 ==See also==

@@ 第380行： / 第380行： @@
 Pokrovskii给出了上述熵产生速率方程的广义概括。
-==Speculated extremal principles for non-equilibrium processes==
+== Speculated extremal principles for non-equilibrium processes 非平衡过程的推测极值原理 ==
 {{main|Extremal principles in non-equilibrium thermodynamics}}
 ==Applications==

@@ 第323行： / 第323行： @@
 Such locally defined gradients of intensive macroscopic variables are called 'thermodynamic forces'. They 'drive' flux densities, perhaps misleadingly often called 'fluxes', which are dual to the forces. These quantities are defined in the article on [[Onsager reciprocal relations]].
-这样的局部宏观强度变量的梯度被称为“热力学力”。它们的“驱动”通量密度，可能被误导为“通量”，这对力是双重的。这些数量在关于Onsager互惠关系的文章中有所定义。
+这样的局部宏观强度变量的梯度被称为“热力学力”。它们的“驱动”通量密度，可能被误导为“通量”，这对力是双重的。这些数量在关于'''<font color="#ff8000"> 昂萨格倒易关系Onsager reciprocal relations</font>'''的文章中有所定义。
@@ 第372行： / 第372行： @@
 The [[second law of thermodynamics]] requires that the matrix <math>L</math> be [[Positive-definite matrix|positive definite]]. [[Statistical mechanics]] considerations involving microscopic reversibility of dynamics imply that the matrix <math>L</math> is [[symmetric matrix|symmetric]]. This fact is called the ''Onsager reciprocal relations''.
-热力学第二定律要求矩阵<math>L</math>为正定。涉及动力学的微观可逆性的统计力学考虑意味着矩阵L是对称的。关于动力学的微观可逆性，涉及到统计力学考虑因素认为矩阵<math>L</math>是对称的。这个事实称为昂萨格倒易关系。
+热力学第二定律要求矩阵<math>L</math>为'''<font color="#ff8000"> 正定Positive definite</font>'''。涉及动力学的微观可逆性的统计力学考虑意味着矩阵<math>L</math>是对称的。关于动力学的微观可逆性，涉及到统计力学考虑因素认为矩阵<math>L</math>是对称的。这个事实称为昂萨格倒易关系。