dağılma - Dissipation

Olarak termodinamik , dağıtma bir sonucudur geri dönülemez bir işlem homojen yer alır termodinamik sistemlerin . Enerji tüketen bir süreçte, enerji ( içsel , toplu akış kinetik veya sistem potansiyeli ) , bir başlangıç ​​biçiminden, son biçimin mekanik iş yapma kapasitesinin ilk biçiminkinden daha az olduğu bir son biçime dönüşür . Örneğin, ısı transferi tüketicidir çünkü iç enerjinin daha sıcak bir cisimden daha soğuk bir cisme aktarılmasıdır. Aşağıdaki Termodinamiğin ikinci kanununa , entropi değişir sıcaklığında (mekanik iş yapmak için iki gövde kombinasyonu kapasitesini azaltır), ama asla izole edilmiş bir sistem içinde azalır.

Bu süreçler belirli bir oranda entropi üretir . Entropi üretim hızı çarpı ortam sıcaklığı, harcanan gücü verir . Tersine çevrilemez süreçlerin önemli örnekleri şunlardır: bir termal direnç yoluyla ısı akışı , bir akış direncinden sıvı akışı , difüzyon (karıştırma), kimyasal reaksiyonlar ve bir elektrik direncinden geçen elektrik akımı ( Joule ısıtması ).

Tanım

Termodinamik enerji tüketen süreçler esasen geri döndürülemez. Onlar entropi üretmek sonlu bir hızda. Sıcaklığın sürekli yerel olarak tanımlandığı bir süreçte, entropi üretim hızının yerel yoğunluğu çarpı yerel sıcaklık, harcanan gücün yerel yoğunluğunu verir.

Bir tüketen sürecin belirli bir oluşumu, tek bir bireysel Hamilton formalizmi ile tanımlanamaz. Dağıtıcı bir süreç, tam olarak bilinmeyen ilgili sürecin gerçek özel oluşumunu tanımlayan, kabul edilebilir bireysel Hamiltonyen tanımlarının bir koleksiyonunu gerektirir. Bu, sürtünmeyi ve enerjinin uyumsuzluğuna neden olan tüm benzer kuvvetleri, yani uyumlu veya yönlendirilmiş enerji akışının dolaylı veya daha izotropik bir enerji dağılımına dönüştürülmesini içerir.

Enerji

"Mekanik enerjinin ısıya dönüştürülmesine enerji dağıtımı denir." – François Roddier Terim, elektrik ve elektronik devrelerde istenmeyen ısı oluşumundan kaynaklanan enerji kaybına da uygulanır.

hesaplamalı fizik

Olarak hesaplama fizik , (aynı zamanda "sayısal difüzyon" olarak da bilinir), sayısal dağılım diferansiyel denkleme sayısal bir çözeltinin bir sonucu olarak ortaya çıkabilir bazı yan etkilere karşılık gelir. Yayılımsız saf adveksiyon denklemi sayısal bir yaklaşım yöntemiyle çözüldüğünde, ilk dalganın enerjisi difüzyon sürecine benzer bir şekilde azaltılabilir. Böyle bir yöntemin 'dağılma' içerdiği söylenir. Bazı durumlarda, çözümün sayısal kararlılık özelliklerini geliştirmek için kasıtlı olarak "yapay dağılma" eklenir .

Matematik

Ölçme-koruyucu dinamik sistemlerin matematiksel çalışmasında yaygın olarak kullanılan şekliyle, dağılmanın resmi, matematiksel bir tanımı, dolaşan küme makalesinde verilmiştir .

Örnekler

hidrolik mühendisliğinde

Dağıtma, aşağı doğru akan suyun mekanik enerjisini termal ve akustik enerjiye dönüştürme işlemidir. Akan suların kinetik enerjisini azaltmak ve kıyılarda ve nehir tabanlarında aşındırıcı potansiyellerini azaltmak için dere yataklarında çeşitli cihazlar tasarlanmıştır . Çoğu zaman, bu cihazlar , suyun kinetik enerjisinin bir kısmını kaybetmek için dikey olarak veya riprap üzerinden aktığı küçük şelaleler veya şelaleler gibi görünür .

geri dönüşü olmayan süreçler

Geri dönüşü olmayan süreçlerin önemli örnekleri şunlardır:

  1. Termal direnç üzerinden ısı akışı
  2. Akış direnci üzerinden sıvı akışı
  3. Difüzyon (karıştırma)
  4. kimyasal reaksiyonlar
  5. Elektrik akımı bir elektrik direncinden geçer ( Joule ısıtma ).

Dalgalar veya salınımlar

Dalgalar veya salınımları , kaybetmek enerji üzerinde zaman tipik olarak, sürtünme veya türbülans . Çoğu durumda, "kayıp" enerji , sistemin sıcaklığını yükseltir . Örneğin, genliğini kaybeden bir dalganın dağıldığı söylenir. Etkilerin kesin doğası, dalganın doğasına bağlıdır: örneğin, bir atmosferik dalga , kara kütlesi ile sürtünme nedeniyle yüzeye yakın ve ışınımsal soğutma nedeniyle daha yüksek seviyelerde dağılabilir .

Tarih

Dağılma kavramı, termodinamik alanında 1852'de William Thomson (Lord Kelvin) tarafından tanıtıldı. Lord Kelvin, bir süreç "mükemmel bir termodinamik motor" tarafından yönetilmedikçe, yukarıda bahsedilen geri dönüşü olmayan enerji tüketen süreçlerin bir alt kümesinin ortaya çıkacağını çıkardı. Lord Kelvin'in tanımladığı süreçler sürtünme, yayılma, ısı iletimi ve ışığın emilmesiydi.

Ayrıca bakınız

Referanslar