ПЕРЕНО́СА ЯВЛЕ́НИЯ

ПЕРЕНО́СА ЯВЛЕ́НИЯ (пе­ре­но­са про­цес­сы), не­рав­но­вес­ные и не­об­ра­ти­мые фи­зич. про­цес­сы, при­во­дя­щие к вы­рав­ни­ва­нию зна­че­ний мик­ро- и мак­ро­ско­пич. па­ра­мет­ров фи­зич. сис­те­мы (плот­но­сти мас­сы и за­ря­да, темп-ры, дав­ле­ния, эн­тро­пии и др.). Обу­слов­ле­ны на­ру­ше­ни­ем ус­ло­вий тер­мо­ди­на­ми­че­ско­го рав­но­ве­сия в фи­зич. сис­те­ме (напр., под дей­ст­ви­ем внеш­них элек­трич. и гра­ви­тац. по­лей), а так­же на­ли­чи­ем гра­ди­ен­тов плот­но­сти, дав­ле­ния, темп-ры и др., вы­зы­ваю­щих пе­ре­нос ве­ще­ст­ва или энер­гии в на­прав­ле­нии, об­рат­ном со­от­вет­ствую­ще­му гра­ди­ен­ту. В слу­чае изо­ли­ро­ван­ной фи­зич. сис­те­мы это при­во­дит к вы­рав­ни­ва­нию не­од­но­род­но­стей и при­бли­же­нию сис­те­мы к со­стоя­нию тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия. При­ме­ра­ми П. я. мо­гут слу­жить: те­п­ло­про­вод­ность – по­ток те­п­ло­ты, обу­слов­лен­ный гра­ди­ен­том темп-ры, диф­фу­зия – по­ток ве­ще­ст­ва, обу­слов­лен­ный гра­ди­ен­том кон­цен­тра­ции или плот­но­сти, вяз­кость – по­ток им­пуль­са, обу­слов­лен­ный гра­ди­ен­том мас­со­вой ско­ро­сти.

Об­щее фе­но­ме­но­ло­гич. опи­са­ние П. я., при­ме­ни­мое к ве­ще­ст­ву в лю­бом аг­ре­гат­ном со­стоя­нии, яв­ля­ет­ся пред­ме­том тер­мо­ди­на­ми­ки не­рав­но­вес­ных про­цес­сов, а бо­лее де­таль­ное мик­ро­ско­пич. опи­са­ние – пред­ме­том ки­не­ти­ки фи­зи­че­ской и не­рав­но­вес­ной ста­ти­стич. ме­ха­ни­ки. П. я. в га­зах рас­смат­ри­ва­ют­ся в рам­ках ки­не­ти­че­ской тео­рии га­зов на ос­но­ве ки­не­ти­че­ско­го урав­не­ния Больц­ма­на для функ­ции рас­пре­де­ле­ния ато­мов и мо­ле­кул по ко­ор­ди­на­там и им­пуль­сам. Про­цес­сы пе­ре­но­са ха­рак­те­ри­зу­ют­ся не­об­ра­ти­мы­ми тер­мо­ди­на­мич. по­то­ка­ми $J_i (i= 1,2,…)$, ко­то­рые воз­ни­ка­ют под дей­ст­ви­ем тер­мо­ди­на­мич. сил (гра­ди­ентов) $Х_k (k= 1,2,…)$. Вбли­зи со­стоя­ния тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия, где зна­че­ния гра­ди­ен­тов $Х_k$ ма­лы, вы­ра­же­ния для по­то­ков за­да­ют­ся ли­ней­ной фор­мой: $J_i=\sum_kL_{ik}X_k$, а про­из­вод­ст­во из­бы­точ­ной (не­рав­но­вес­ной) эн­тро­пии $σ=d(ΔS)/dt$ – би­ли­ней­ной фор­мой: $\sigma=\sum_i J_iX_i=\sum_{i,k}L_{i,k}X_kX_i$, где $ΔS$ – из­бы­точ­ная эн­тро­пия, по­ло­жи­тель­ная в си­лу вто­ро­го на­ча­ла тер­мо­ди­на­ми­ки, $t$ – вре­мя. В не­рав­но­вес­ной тер­мо­ди­на­ми­ке ве­ли­чи­ны $L_{ik}$ на­зы­ва­ют ко­эф­фи­ци­ен­та­ми пе­ре­но­са или ки­не­ти­че­ски­ми ко­эф­фи­ци­ен­та­ми, ко­то­рые, со­глас­но Он­са­ге­ра тео­ре­ме, сим­мет­рич­ны по сво­им ин­дек­сам. Для ря­да фи­зич. про­цес­сов (напр., для те­п­ло­про­вод­но­сти) ин­дек­сы $i$ и $k$ у тер­мо­ди­на­мич. сил $X_k$ и тер­мо­ди­на­мич. по­то­ков $J_i$ сов­па­да­ют – та­кие про­цес­сы опи­сы­ва­ют­ся диа­го­наль­ны­ми ки­не­тич. ко­эф­фи­ци­ен­та­ми; не­диа­го­наль­ные ки­не­тич. ко­эф­фи­ци­ен­ты ха­рак­те­ри­зу­ют пе­ре­крё­ст­ные про­цес­сы.

П. я. на­блю­да­ют­ся как в од­но­род­ных, так и в не­од­но­род­ных фи­зич. сис­те­мах, в т. ч. в тех, где име­ют­ся по­верх­но­сти раз­де­ла (напр., гра­ни­ца ме­ж­ду жид­ко­стью и на­сы­щен­ным па­ром или по­лу­про­ни­цае­мая мем­бра­на, от­де­ляю­щая од­но­род­ные под­сис­те­мы). К чис­лу П. я. в не­од­но­род­ных сис­те­мах от­но­сят­ся, напр., элек­тро­ки­не­ти­че­ские яв­ле­ния (пе­ре­нос за­ря­да и ве­ще­ст­ва) и тер­мо­ме­ха­ни­че­ский эф­фект (пе­ре­нос те­п­ло­ты и мас­сы). К П. я. от­но­сят­ся так­же пе­ре­нос энер­гии элек­трон­но­го воз­бу­ж­де­ния от воз­бу­ж­дён­ных ато­мов к не­воз­бу­ж­дён­ным и пе­ре­нос из­лу­че­ния в сре­де при на­ли­чии про­цес­сов ис­пус­ка­ния, по­гло­ще­ния и рас­сея­ния све­та. Важ­ным при­ме­ром П. я. яв­ля­ет­ся рас­сея­ние и раз­мно­же­ние ней­тро­нов, ко­то­рое опи­сы­ва­ет­ся на ос­но­ве ки­не­тич. урав­не­ния с учё­том ядер­ных взаи­мо­дей­ст­вий ней­тро­нов с ве­ще­ст­вом. П. я. в плаз­ме опи­сы­ва­ют­ся сис­те­мой урав­не­ний пе­ре­но­са мас­сы, им­пуль­са и энер­гии со­вме­ст­но с сис­те­мой урав­не­ний Мак­свел­ла для элек­тро­маг­нит­но­го по­ля (см. Пе­ре­но­са про­цес­сы в плаз­ме).

Совр. ста­ти­стич. тео­рия да­ёт обос­но­ва­ние фе­но­ме­но­ло­гич. тео­рии П. я., раз­ра­бо­тан­ной Л. Он­са­ге­ром, по­сред­ст­вом фор­мул Гри­на – Ку­бо, вы­ра­жаю­щих ки­не­тич. ко­эф­фи­ци­ен­ты $L_{ik}$ че­рез вре­мен­ны́е кор­ре­ля­ци­он­ные функ­ции по­то­ков $J_i$ и $J_k$. Тео­ре­тич. изу­че­ние П. я. – од­на из ак­ту­аль­ных про­блем совр. не­рав­но­вес­ной ста­ти­стич. ме­ха­ни­ки.