Деформирование и разрушение твердых тел с позиций кинетической структурно-энергетической теории

Молярная энергия идеального газа. Энергия микроскопического теплового движения идеальных частиц газообразной среды (вещества) которая возникает периодически в элементарном молярном объеме в результате характеристической тепловой разрушительной флуктуации в условиях термодинамического равновесного состояния данной среды.

Молярная энергия равна минимальной работе, которую производит тепловая энергия микроскопического движения в объеме из одного моля квазичастиц (для идеального газа и частиц массы) \(V_{\mu }\) за некоторый малый период времени [3]. Работа определяется за элементарный характеристический период микроскопической релаксации равновесного состояния или время появления флуктуации разрушения микроскопического равновесия в элементарном объеме \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\). Система в целом находится в условиях термодинамического равновесия. 

В универсальном уравнении состояния идеального газа (п.5.3) величина \(pV_{\mu }\) термодинамический потенциал, не имеющий собственного названия. Обозначим произведение давления \(pN/m^{2}\) (интенсивность внешней механической нагрузки) и \(V_{\mu }\)- макроскопического объема моля элементарных состояний, как термодинамический потенциал молярной энергии или молярная энергия системы:

 \(\begin{equation}W_{\mu }= pV_{\mu },\; J/mol\end{equation}\)

В кинетической теории газа молярная энергия это величина кинетической энергии встречных потоков прямолинейного движения частиц вдоль одной оси декартовых координат [7] \(W_{\mu }= 2W_{K}\) .

Рассмотрим объем \(V_{\mu }\)как сумму физических элементарных объемов содержащих в себе некоторое количество энергии. Каждый малый объем \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\) - носитель порции микроскопический элементарной молярной энергии, квазичастица молярной энергии. Каждый элементарный объем \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\) создает элементарное давление, содержит часть микроскопической энергии \(\bar{\mathrm{w}}_{\mu }\)системы:

\(\begin{equation}\bar{\mathrm{w}}_{\mu }= RT/N_{A}= kT\; J/un\tag{2.3} \end{equation}\)

Где, \(\bar{\mathrm{w}}_{\mu }\) - элементарный молярный (химический) термодинамический потенциал системы [3], \(k\; \left ( J/un\cdot K^{\circ} \right )\) - постоянная Больцмана, эквивалент элементарной тепломеханической энергии (квант).

 \(W_{\mu }\; Дж/моль\)- макроскопической потенциал молярной энергии квазичастиц в термодинамической системе объемом \(V_{\mu }\) 

Моль элементарных частиц массы и квазичастиц кинетической энергии. В классической формулировке \(N_{A}= 6.02\cdot 10^{23}\; un/mol\) число Авогадро, количество специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц наделенных массой) в 1 моле вещества. Значение определяется как количество атомов в 12 граммах чистого изотопа углерода-12. 

Моль физическая величина и единица измерения энергии микроскопического движения. 

В структурно-энергетической теории, \(N_{A}\) - моль, количество квазичастиц энергии кинетического тепломеханического движения элементарных составляющих, равное числу Авогадро. Количество элементарных идеализированных порций энергии, эквивалентных по величине микроскопической энергии волн (пакет волн, ассоциированный фонон) возникающих при разрушительной флуктуации \(\bar{\mathrm{w}}_{r }\) в элементарном молярном объеме газообразной среды. Флуктуация - результат физического микроскопического взаимодействия, нестационарное состояние относительно малой макроскопической системы, наблюдаемое при случайном периодическом столкновении (сближением) и изменением параметров движения частиц массы в элементарном молярном объеме данной среды. Объем частиц находится в макроскопическом термодинамическом равновесии \(T=const\), разрушительные флуктуации имеют характерный период возникновения.

Элементарная средняя порция энергии идеальной частицы в кинетической теории газа и одновременно квазичастица энергии разрушительной флуктуации в идеальном газе: 

\(\begin{equation}\bar{\mathrm{w}}_{\mu }= \frac{RT}{N_{A}}= \frac{kN_{A}T}{N_{A}}= kT\; Дж/ед.\end{equation}\)

Элементарная энергия микроскопического движения определяется в теории по одной степени свободы:

\(\begin{equation}\mathrm{w}_{\mu }\approx \mathbf{d}\bar{\mathrm{w}}_{\mu }= \mathbf{d}\mathrm{w}_{x}= \mathbf{d}\mathrm{w}_{y}=\mathbf{d}\mathrm{w}_{z}\end{equation}\)

• < Назад
• Вперёд >