العلاقات المتبادلة بين أونساجر
تُعدّ هذه العلاقات نظريةً أساسيةً في الديناميكا الحرارية غير المتوازنة، إذ تُعبّر عن تساوي معاملات تبادلية مُحدّدة بين تدفقات الطاقة والمادة المُقترنة. وتنصّ على أنه في غياب المجال المغناطيسي، تكون مصفوفة معاملات النقل متناظرة: [latex]L_{alphabeta} = L_{betaalpha}[/latex]. وهذا يربط بين ظواهر نقل تبدو غير مترابطة، مثل سيبك و بلتيير التأثيرات في مجال توليد الطاقة الكهروحرارية.
The Onsager reciprocal relations extend classical thermodynamics, which primarily deals with systems in equilibrium, to systems that are near equilibrium but experiencing irreversible processes. These processes are described by a set of linear equations relating thermodynamic ‘fluxes’ (like heat flow, electric current, or mass diffusion) to thermodynamic ‘forces’ (like temperature gradient, electric potential gradient, or chemical potential gradient). For example, a heat flux ([latex]J_q[/latex]) can be caused by a temperature gradient ([latex]X_q[/latex]) and an electric potential gradient ([latex]X_e[/latex]), so [latex]J_q = L_{qq}X_q + L_{qe}X_e[/latex].
The novelty of Onsager’s work, for which he won the 1968 Nobel Prize in Chemistry, was to prove that the cross-coefficient linking the electrical force to heat flow ([latex]L_{qe}[/latex]) is equal to the coefficient linking the thermal force to electric current ([latex]L_{eq}[/latex]). This symmetry is not obvious from macroscopic observation but arises from the principle of microscopic reversibility—the idea that the equations of motion for individual particles are symmetric with respect to time reversal. These relations dramatically simplified the study of complex transport phenomena by reducing the number of independent coefficients that need to be measured experimentally.
UNESCO Nomenclature: 2212
- الديناميكا الحرارية والفيزياء الإحصائية والمادة المكثفة
السلائف
- الديناميكا الحرارية الكلاسيكية (القانون الأول والقانون الثاني)
- القوانين التجريبية مثل قانون فورييه لتوصيل الحرارة وقانون فيك للانتشار
- اكتشاف العديد من الظواهر المتقاطعة مثل تأثيرات سيبيك وبيلتييه وتومسون
- الميكانيكا الإحصائية لودفيج بولتزمان وجيه ويلارد جيبس
- عمل أينشتاين على الحركة البراونية ونظريات التذبذب والتبدد
التطبيقات
- الكهرباء الحرارية (مبردات بيلتييه، مولدات كهربائية حرارية تعمل بالنظائر المشعة)
- الحركية الكهربائية (التناضح الكهربائي للميكروفلويديك، إمكانية التدفق)
- تحليل ظاهرة النقل عبر الأغشية البيولوجية
- علم المواد لتصميم مواد متعددة الوظائف
- الجيوفيزياء لنمذجة تدفق الحرارة والسوائل المترابط في قشرة الأرض
أفكار ابتكارات محتملة
بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.
Related to: Onsager reciprocal relations, non-equilibrium thermodynamics, transport phenomena, fluxes, forces, thermoelectricity, seebeck effect, Peltier effect, microscopic reversibility, statistical mechanics.