Non‐linear thermodynamic laws application to soil processes

Abstract

An attempt has been made to analyze the possibility to use nonequilibrium thermodynamics for the soil dynamic open systems’ treatment. Entropy change of such a system is expressed by the entropy sum produced within the system and the entropy coming from or going into the outer sphere.

In the steady state, dynamic soil‐formation processes occur within an organized structure and are characterized by stable parameters close to equilibrium. Accordingly, when examining soil, one can proceed from the conventional thermodynamic equilibrium. However, the matter of Onzager‐Prigozhin general phenomenological theory applicability to soil processes is more complicated. To study soil stability it is necessary to go beyond the limits of linear thermodynamics.

Es wird versucht, die Anwendbarkeit nichtlinearer thermodynamischer Prozesse für die Behandlung dynamischer offener Bodensysteme zu analysieren. Die Entropieänderung solcher Systeme wird ausgedrückt durch die Entropiesumme, die in diesen Systemen entsteht und die Entropie, die von der äußeren Sphäre erzeugt wird oder in sie übergeht.

Im beständigen Zustand vollziehen sich die allgemeinen Bodenbildungsprozesse innerhalb einer organisierten Struktur und werden durch gleichgewichtsnahe stabile Parameter charakterisiert. Demgemäß kann man bei der Bodenuntersuchung von einem konventionellen thermodynamischen Gleichgewicht ausgehen. Die Anwendbarkeit der allgemeinen phänomenologischen Theorie von Onzager‐Prigozhin ist aber komplizierter. Um die Stabilität des Bodens zu untersuchen, muß man über die Grenzen linearer thermodynamischer Gestze hinausgehen.

Key words:

• Theromodynamic laws
• soil processes
• soil stability

Stichwörter:

• Thermodynamische Gestze
• Bodenprozesse
• Bodenstabilität