Принцип симметрии феноменологических коэффициентов

Сложная биологическая система характеризуется одновременным протеканием нескольких процессов, которые могут быть взаимосвязанными. Например, в водном растворе сахарозы, который находится в двух отсеках, разделенных мембраной, устанавливаются два потока - растворенного вещества J_p и воды J_в.

Рассмотрим два взаимосвязанных потока J_k и J_n. Если бы поток J_k не был сопряжен с потоком J_n, он бы зависел только от обобщенной силы X_k:

J_kk = L_kkX_k . (8.87)

Но поскольку этот поток сопряженный с потоком J_n, он зависит также от силы X_n; эту связь устанавливает феноменологический коэффициент взаимосвязи L_kn.

Для двух сопряженных потоков имеем:

J_k = L_kkХ_k + L_knX_n; (8.88)

J_n = L_nkX_k + L_nnX_n. (8.89)

Итак, приведем формулирование принципа симметрии феноменологических коэффициентов - соотношения взаимности Онсагера - переходы между двумя конфигурациями А и В могут осуществляться как в направлении А®В, так и в направлении В®А за данный промежуток времени.

Математическая форма этого соотношения имеет вид:

L_kn = L_nk. (8.90)

Это выражение свидетельствует о том, что если поток J_k, соответствующий необратимому процессу k, испытывает действие силы X_n другого необратимого процесса n посредством коэффициента L_kn, то и поток J_n также испытывает влияние силы Х_k через тот же коэффициент L_kn.

Ларс ОНСАГЕР (1903-1976) Американский физик-теоретик и физико-химик (по происхождению – норвежец). Один из основателей термодинамики неравновесных процессов. Доказал теорему (1931 р.), названную его именем. Разработал теорию термодинамических свойств плоской решетки. Лауреат Нобелевской премии по химии (1968 г.).