10-5.1. Влагоперенос в электромагнитном поле

где Е и Н — соответственно напряженность электрического и магнитного полей, εэ и εм —диэлектрическая и магнитная проницаемости тела, хэ и хм —коэффициенты электрической и магнитной восприимчивости. Уравнения баланса энтропии имеют вид [Л. 11, 31]:

где В — магнитная индукция, определяемая соотношением В = εм/Н. Индекс eq обозначает равновесное значение данной величины.

Уравнение (10-5-3) отличается от обычного уравнения прироста энтропии наличием дополнительных двух членов. Они связаны с релаксацией электрической и магнитной поляризации. Эти члены обращаются в нуль, когда электрическое и магнитное поля не релаксируются.

Из уравнения (10-5-3) следует выражение для термодинамических движущих сил

Таким образом, появляются новые термодинамические силы Е и. В. Потоки соответственно равны:

Однако надо отметить, что химический потенциал μк, отнесенный к компоненту k в поляризованной среде, зависит от πэ и πм.

Градиент химического потенциала равен:

а градиент химического потенциала k-то компонента равен:

где πэ и πм —-соответственно удельные электрические и магнитные поляризации k-го компонента,

V — объем системы. Отсюда следует, что термодинамические силы, обусловленные неоднородным электромагнитным полем, будут равны:

Таким образом, в однородном электромагнитном Поле перенос влаги обусловлен действием не только сил диффузии (Vu), термодиффузии (VТ), но и действием сил Хэ и Xм. Следовательно, в общем случае поток влаги будет в соответствии с уравнением Онзагера

будет определяться соотношением

где первый член формулы (10-5-13) определяет величину диффузии влаги, второй член — термодиффузии влаги. Третий член соответствует переносу влаги под действием неоднородного электрического поля. Этот вид переноса можно назвать электродиффузией влаги . Поток влаги, обусловленный действием силы [(VB)Хπм], назовем магнитодиффузией влаги в неоднородном магнитном поле.

Коэффициенты аэm и aмm будут коэффициентами электро- и магнитодиффузии влаги во влажном материале.

Если электромагнитное поле однородное, но переменное, то поток влаги будет определяться не только действием термодинамических сил Vu и VТ, но и движущей силой Е.

Относительно термодинамической силы В надо отметить следующее: величина В является в общем случае тензором и в соответствии с принципом Кюри не может быть совместима с векторами Vu, VT и Е. Однако при некоторых условиях величина В будет влиять на перенос влаги. Таким образом, для переменного электрического поля будем иметь:

где аэm — коэффициент электродиффузии влаги в переменном электрическом поле.