6.5. Производство энтропии в необратимых процессах

     При протекании необратимых термодинамических процессов происходит возрастание энтропии. Производство энтропии в единичном объеме при протекании различных процессов можно вычислить с помощью выражения (4.87), полученного в параграфе 4.5:

     где: - термодинамические силы, - соответствующие им плотности термодинамических потоков. Тогда производство энтропии внутри выделенного объема среды определяется с помощью формулы

     Получим выражения, позволяющие рассчитывать производство энтропии при протекании рассмотренных выше необратимых процессов в газах: переноса теплоты (теплопроводности) и переноса импульса (вязкости). В соответствии с полученными в параграфе 6.2 выражениями, плотности термодинамических потоков в указанных процессах имеют вид:

     где: и - коэффициенты теплопроводности и вязкости, и - температура и скорость течения газа соответственно.

     Для рассматриваемого случая термодинамики линейных необратимых процессов без учета взаимного влияния различных процессов друг на друга соотношение между термодинамическими силами и потоками имеет линейную зависимость

     где - кинетические коэффициенты, пропорциональные введенным выше коэффициентам теплопроводности и вязкости. Они имеют вид:

     Тогда выражения для термодинамических сил примут форму:

     а соответствующие формулы для расчета производства энтропии принимают вид

     Анализ полученных выражений показывает, что при протекании необратимых процессов теплопроводности и вязкости производство энтропии является положительной величиной. Если газ находится в равновесном состоянии, которое характеризуется постоянством параметров состояния (в данном случае, если и ), то в такой среде будут отсутствовать термодинамические потоки и производство энтропии станет равным нулю.