Онсагера теорема (принцип Онсагера). РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Онсагера теорема (принцип Онсагера) - одна из осн. теорем термодинамики неравновесных процессов, устанавливающая свойства симметрии кинетических коэффициентов. Доказана Л. Онсагером в 1931. Кинетич. коэф. L_ik определяют как коэф. в линейных соотношениях между термодинамич. силами X_k и потоками

причём скорость изменения энтропии (производство энтропии) равна

Согласно О. т., L_ik = L_kj в отсутствие магн. поля и вращения системы как целого. Если на систему действует внеш. магн. поле Н или она вращается с угл. скоростью "омега", то

Эти соотношения симметрии наз. соотношениями взаимности Онсагера.
О. т. устанавливает связь между кинетич. коэф. при перекрёстных эффектах, описывающих влияние термодинамич. силы Xk на поток J_i и термодинамич. силы X_iна поток J_k при ik, напр. связь между коэф. термодиффузии и коэф. Дюфура эффекта - явления, обратного термодиффузии.
О. т. является следствием микроскопич. обратимости ур-ний механики, т. е. инвариантности ур-ний движения относительно обращения времени (замены t - > - t). Инвариантность относительно обращения времени означает, что при изменении направлений скоростей с всех частиц на обратные (и одноврем. изменении направлений Н и

) частицы будут двигаться в обратном направлении по своим прежним траекториям. Изменение направлений Н и

необходимо потому, что иначе при замене v - > - v сила Лоренца и сила Кориолиса, пропорциональные [vH] и

, изменили бы свои направления на обратные.
Онсагер рассмотрел также общий случай, когда отклонение системы от термодинамич. равновесия определяется параметрами

, симметричными и антисимметричными относительно обращения времени. Термодинамич. силы равны

где

- отклонение энтропии от её равновесного значения; потоки равны

При малом отклонении системы от термодинамич. равновесия имеют место линейные феноменологич. соотношения между X_i, Y_iи J_k, I_k:

В этом случае соотношения Онсагера принимают вид

а скорость изменения энтропии описывается билинейным выражением относительно потоков и термодинамич. сил, входящих в феноменологич. соотношения:

Доказательство О. т. основано на термодинамич. теории флуктуаций с использованием гипотезы о характере их затухания и свойства микроскоппч. обратимости. О. т. справедлива также для векторных и тензорных потоков, причём для тензорных кинетич. коэф. соотношения Онсагера таковы:

где

- матрица, транспонированная к L. При линейном преобразовании потоков и термодинамич. сил соотношения Онсагера для новых кинетич. коэф. сохраняются, если преобразование оставляет неизменным производство энтропии.
В статистич. теории необратимых процессов получают выражения для кинетич. коэф. в виде временных корреляц. функций потоков (см. Грина - Кубо формулы ),из к-рых с учётом микроскопич. обратимости непосредственно следуют соотношения взаимности Онсагера.

Лит. см. при ст. Термодинамика неравновесных процессов, Онсагера гипотеза.

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.