構造・安定性・ゆらぎ　その熱力学的理論　新装版

“熱力学の方法を、平衡はもとより非線形性や不安定性をも含むあらゆる現象へ拡張できないであろうか？…新しい「構造」は常に不安定性の結果として出現する。すなわちそれはゆらぎから生じるものである。ふつうはゆらぎが生じると、系をもとの乱れのない状態に戻そうとする動きが続いて起るが、新しい構造が形成される場合には、反対にゆらぎは増幅される。…安定性の理論を不可逆過程の熱力学に結びつけ、ゆらぎの巨視的理論を包含する一般化された熱力学を作り上げなくてはならない。”散逸構造の理論で、１９７７年、ノーベル化学賞を受賞したプリゴジンの、グランスドルフとの共著による初期の著作。開放系に現れる構造の問題を、非平衡熱力学の立場から、物理学、化学、生物学について、統一的な観点からの説明を試みる。

〈熱力学の方法を、平衡はもとより非線形性や不安定性をも含むあらゆる現象へ拡張できないであろうか？　……新しい「構造」は常に不安定性の結果として出現する。すなわちそれはゆらぎから生じるものである。ふつうはゆらぎが生じると、系をもとの乱れのない状態に戻そうとする動きが続いて起るが、新しい構造が形成される場合には、反対にゆらぎは増幅される。……安定性の理論を不可逆過程の熱力学に結びつけ、ゆらぎの巨視的理論を包含する一般化された熱力学を作り上げなくてはならない。〉

散逸構造の理論で、1977年、ノーベル化学賞を受賞したプリゴジンの、グランスドルフとの共著による初期の著作。開放系に現れる構造の問題を、非平衡熱力学の立場から、物理学、化学、生物学について、統一的な観点からの説明を試みる。

目次

日本語訳への序

序論

第 I 部　一般論
第1章　保存則と釣合いの式
1. 釣合いの式の一般形
2. 質量の保存
3. 運動量の保存と運動方程式
4. エネルギーの保存

第2章　熱力学第2法則とエントロピーの釣合いの式
1. 熱力学第2法則
2. 局所平衡
3. エントロピーの釣合いの式
4. 熱力学の基本的な諸関係式
5. エントロピーの2次微分
6. 複素変数の使用

第3章　不可逆過程の線形熱力学
1. 流れと力
2. オンサーガーの相反関係
3. 不可逆過程間の干渉に対する対称性からの要請
4. 非平衡定常状態とエントロピー生成最小の定理
5. 化学反応
6. 結語

第4章　熱力学的平衡に関するギブス‐デュエムの安定性理論
1. 序論
2. 安定性に対するギブス‐デュエムの条件
3. 安定条件の具体的な表式
4. 2成分系の相分離
5. 化学反応の安定性
6. ギブス‐デュエム理論の限界

第5章　熱力学的平衡の安定性に関する一般論
1. 熱力学的平衡とエントロピーの釣合いの式
2. 熱力学的安定条件
3. 運動論的安定性理論との比較

第6章　非平衡状態の熱力学的ならびに流体力学的安定条件
1. 序論
2. 安定性の定義――リアプノフ関数
3. 散逸系の安定性
4. 緩和原理とル・シャトリエ‐ブラウンの原理
5. 系全体としての安定条件
6. リアプノフ関数としてのδ2sの特性
7. 対流効果がある場合の安定性
8. 運動論的安定性理論との比較
9. 熱力学的安定条件と流体力学的安定条件との分離

第7章　非平衡状態に対する安定条件の具体的表式
1. 序論
2. 熱的安定性
3. 粘性流体の運動に関するヘルムホルツの定理
4. 化学反応
5. 過剰量に対する釣合いの式
6. 過剰エントロピーの釣合いの式
7. 散逸過程に対する具体的な安定規準
8. 安定性と線形熱力学
9. 安定性とエントロピー

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