
【化】 Onsager theory
high; hold high
case; division; metre; square; standard; style
【计】 lattice
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【医】 rationale; theory
昂萨格理论(Onsager Theory)是热力学与统计物理学的核心理论之一,由挪威裔美国物理学家拉斯·昂萨格(Lars Onsager)于1931年提出。该理论系统阐述了非平衡态热力学中线性区域的动力学关系,其核心贡献是昂萨格倒易关系(Onsager Reciprocal Relations),揭示了不可逆过程中热力学流与力之间的对称性规律。
热力学流(Thermodynamic Fluxes, (J_i))
表示不可逆过程的速率,如热流、扩散流、电流等。
示例:热传导中的热量传递速率 (J_q)。
热力学力(Thermodynamic Forces, (X_j))
驱动不可逆过程的广义力,如温度梯度、化学势梯度、电势梯度等。
示例:温度梯度 ( abla T) 驱动热传导。
唯象关系(Phenomenological Relations)
在近平衡态(线性区域),流与力满足线性关系:
$$ J_i = sumj L{ij} Xj $$
其中 (L{ij}) 为唯象系数(如热导率、电导率)。
昂萨格倒易关系(Onsager Reciprocal Relations)
唯象系数具有对称性:
$$ L{ij} = L{ji} $$
表明交叉效应(如热电效应中的塞贝克系数与帕尔贴系数)的互易性。
昂萨格理论通过微观可逆性(微观粒子运动的动力学可逆性)推导出宏观不可逆过程的对称性,首次为不可逆热力学提供了严格的数学框架。其意义包括:
解释温差生电(塞贝克效应)与电流致热(帕尔贴效应)的系数对称性 。
描述溶液中不同溶质浓度梯度相互影响的扩散过程 。
分析离子迁移与化学反应速率的关系 。
Onsager, L. (1931). Reciprocal Relations in Irreversible Processes. I. Physical Review, 37(4), 405–426.
de Groot, S. R., & Mazur, P. (1984). Non-Equilibrium Thermodynamics. Dover Publications.
Kondepudi, D., & Prigogine, I. (2014). Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures. Wiley.
昂萨格理论因其深刻的理论洞察力与广泛的应用价值,成为物理化学、材料科学及生物物理等领域不可替代的基础工具,其倒易关系更被视为“热力学第四定律”的候选者之一。
昂萨格理论(Onsager Theory)是挪威裔美国化学家拉斯·昂萨格(Lars Onsager)提出的重要科学理论,主要涉及不可逆过程热力学和电解质溶液电导理论。以下是其核心内容及意义:
昂萨格在1931年提出倒易关系(Onsager Reciprocal Relations),这是线性不可逆过程热力学的基础。
昂萨格将德拜-休克尔电解质理论推广到外电场作用下的溶液,提出电导极限公式:
昂萨格理论横跨化学、物理、数学领域,其倒易关系被誉为“热力学第四定律”。他通过严格的数学推导,将微观动力学与宏观现象结合,推动了非平衡态热力学的发展。
如需进一步了解,(诺贝尔奖背景)及(电导理论推导)。
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