Согласно второму началу термодинамики (1.1) состояние равновесия изолированной системы
устойчиво, если оно соответствует максимуму энтропии. Энтропию системы, находящейся вблизи равновесного состояния,
можно представить в виде:
|
|
(5.1) |
Здесь - значение энтропии в состоянии равновесия;
и - первая и вторая вариации энтропии системы.
Под вариацией какого-либо параметра Y понимают отклонение величины этого параметра от его стационарного или
равновесного значения под воздействием внешних возмущений:
Поскольку является максимальным значением
энтропии, член первого порядка обращается
в нуль, и следовательно, устойчивость состояния системы, находящейся вблизи равновесия, определяется знаком члена
второго порядка . Таким образом, в области,
близкой к равновесию, играет роль функции Ляпунова.
Для многофазной гетерогенной среды, в которой могут происходить химические и
фазовые превращения, вторая вариация энтропии имеет вид:
Здесь - удельная энтропия
i-й фазы (i = 1,2); - средняя плотность i-й фазы;
- энтропия и средняя плотность j-го компонента в i-й фазе.
С помощью ряда преобразований [6], это выражение можно представить в виде квадратичной формы:
|
|
(5.2) |
Здесь - удельный объём, теплоёмкость,
истинная плотность, температура и коэффициент сжимаемости i-й фазы (i = 1,2),
соответственно; - химический потенциал k-го компонента
в i-й фазе;
|