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Simple ideas about thermodiffusion in a binary liquid mixture - 28/03/13

Doi : 10.1016/j.crme.2013.01.010 
Éric Bringuier
Matériaux et phénomènes quantiques, UMR 7162 du CNRS, université de Paris-7, 5, rue Thomas-Mann, 75205 Paris cedex 13, France 

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Abstract

The simplest system where the microscopic physical nature of thermodiffusion can be understood theoretically is a binary mixture. The case of a liquid mixture is considered here, starting from the equilibrium state such as described by thermodynamics. Under a uniform temperature, gradients of composition and/or pressure bring about a non-equilibrium state where local enthalpy is not minimum and/or local entropy is not maximum. The gradients of enthalpy and entropy define a thermodynamic force which is shown to drive composition and pressure diffusions. The thermodynamic force considered in this paper has the physical dimension of a force, it is defined per particle, it is invariant under gauge transformations of enthalpy and entropy and lastly it obeys Newtonʼs third law. Under a non-uniform temperature, it is shown that such a thermodynamic force does not account for thermodiffusion. The thermodiffusive force is of a non-thermodynamic essence. The kinetic-theory account of the transport coefficients is examined in mixtures of long macromolecules with small solvent molecules.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Binary liquid, Gauge invariance, Soret effect, Thermodiffusion, Thermodynamic force


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Vol 341 - N° 4-5

P. 365-371 - avril 2013 Retour au numéro
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  • Remarks on the analysis method for determining diffusion coefficient in ternary mixtures
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