Feldtheoretische Beschreibung der Thermodynamik für Grenzflächen

Description

Es wird eine Nichtgleichgewichts-Thermodynamik für Flüssigkeitsmischungen in Grenzschichten und Grenzflächen im Rahmen einer feldtheoretischen Beschreibung methodisch entwickelt; die Materialgleichungen zusammen mit den Bilanzgleichungen ergeben einen Satz von Feldgleichungen, die unter Anfangs- und Randbedingungen für ein spezielles Problem zu lösen sind. Es werden Bilanzgleichungen für Grenzschichten aufgestellt, im Limes verschwindender Grenzbereichsdicke erhalten wir Bilanzgleichungen für Grenzflächen und Phasengrenzflächen. Methodisch über Transformationsprinzipien und Entropieungleichungen wird gezeigt, wie die notwendigen Materialgleichungen in ihren Abhängigkeiten auf die relevanten Variablen in konsistenter Weise reduziert werden können. Damit können systematisch Materialgleichungen deduziert werden, so z.B. für eine viskose Flüssigkeit und eine nichtviskose, chemisch reagierende Flüssigkeitsmischung in der Grenzfläche sowie Transportgleichungen. Die thermodynamischen Relationen für die Oberflächen- und Grenzflächenphysik folgen aus dieser Theorie ohne zusätzliche Annahmen. Die dargestellten Methoden sind exakt, sie beschreiben einen weiten Anwendungsbereich in der Oberflächenphysik, Grenzflächenphysik, theoretischen Biophysik, theoretischen Hydrodynamik, Phasengrenzflächen etc.