Деформирование и разрушение твердых тел с позиций кинетической структурно-энергетической теории
- Подробности
- Автор: Штырев Н.А.
- Родительская категория: Categories RU
- Категория: Статьи
- Опубликовано: 14 Декабрь 2015
- Просмотров: 1748
Рассмотрим на примере идеального в условиях макроскопического термодинамического равновесия: (постоянные температура, давление газа) молярные параметры системы. Имеем периодический обмен энергией между элементарными объемами среды, с характеристической термодинамической частотой разрушительных флуктуаций \(\tau _{ro}\). Характеристическая частота (период) является объективной характеристикой скорости микроскопической релаксации равновесного состояния системы [3].
Индивидуальной физической характеристикой локального потока тепловой микроскопической молярной энергии данного газообразного вещества является функция элементарного потенциала локальной молярной мощности \(q_{\mu } \left ( t \right )\) [3]. Это скорость релаксации плотности молярной энергии \(\bar{\mathrm{w}}_{\mu }(t)\)теплового движения в элементарном объеме. Величина элементарного потенциала является объективной однозначной физической характеристикой микроскопических структурно-энергетических процессов и свойством вещества. В равновесном состоянии макроскопического объема идеальной газообразной среды, как физической модели данного вещества, молярная локальная мощность постоянная, это характерный параметр средней скорости молярного потока энергии данной системы:
\(\begin{equation}q_{\mu }= \frac{\partial \bar{\mathrm{w}}_{\mu }}{\partial t}= \frac{pV_{\mu }}{\tau _{ro}N_{A}}= \frac{RT}{\tau _{ro}N_{A}}= \frac{kT}{\tau _{ro}}= const\; \; J/mol\cdot s,\; T= const\end{equation}\)
В данном случае мы рассматривали тривиальную изотропную среду, структура (свойства) микроскопических потоков молярной энергии идеального газа не зависят от направления, среднее значение \(q_{\mu }\)не зависит от времени.
В линейном приближении каждый элементарный молярный объем содержит элементарный источник линейной волны локального молярного потенциала. Из условия равновесия, в рамках общей векторной и волновой теорий, вытекает, что в элементарном объеме находиться одновременно сток энергии [8]. На поверхности элементарного объема имеем поток расходимости (дивергенция) микроскопической кинетической энергии \(\bar{\mathrm{w}}_{\mu }\) (Рис.1). Энергия разрушительной периодической флуктуации, в матрице из объемов \(\bar{\mathrm{v}}_{\mu }\), равна \(\bar{\mathrm{w}}_{f}= 2\bar{\mathrm{w}}_{\mu }\) . Появление флуктуации в элементарном объеме, есть физическое условие возникновения периодического акта элементарного разрушения. В результате флуктуации происходит 100% необратимый перенос (трансляция) элементарной порции молярной энергии или квазичастицы в соседний элементарный объем по трем степеням свободы.
Рис.1. Дивергенция (расходимость) потока поля кинетической молярной энергии
в макроскопическом объеме среды идеальных частиц газа при термодинамическом равновесии.