Физика критических переходов в сверхкритических флюидах: вариационная теория, параметр порядка и эксергетический инвариант Гусева

Предложена фундаментальная теория критических режимных переходов в сверхкритических флюидах, основанная на вариационном принципе минимизации термодинамических необратимостей. Показано, что стационарные температурные профили описываются уравнением Эйлера-Лагранжа, из которого естественным образом возникает универсальный эксергетический инвариант:

Этот инвариант играет роль управляющего параметра, полностью определяющего структуру режимных переходов EHT → Plateau → DHT. Показано, что безразмерная температура (θ) выступает параметром порядка, а функционал необратимостей эквивалентен функционалу Ландау-Гинзбурга. Выведены критические индексы β = 1/2, γ = 1, δ = 3, совпадающие с классическими значениями теории Ландау. Установлена масштабная инвариантность и ренормгрупповая структура режимных переходов, включая существование критической фиксированной точки Ξ_cr. Показано, что критические свойства универсальны и не зависят от природы вещества.

1. . Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Часть 1. – М.: Наука, 1976.

2. . Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. – М.: Наука, 1973.

3. . Гинзбург В. Л., Ландау Л. Д. К теории сверхпроводимости // ЖЭТФ. – 1950; 20:1064.

4. . Wilson K. G. Renormalization group and critical phenomena // Rev. Mod. Phys. – 1975; 47:773.

5. . Goldenfeld N. Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group. Addison-Wesley, 1992.

6. . Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. – М.: ИЛ, 1960.

7. . De Groot S. R., Mazur P. Non-Equilibrium Thermodynamics. Dover, 1984.

8. . Kondepudi D., Prigogine I. Modern Thermodynamics. Wiley, 2014.

9. . Vargaftik N. B. Tables on the Thermophysical Properties of Liquids and Gases. Hemisphere, 1975.

10. . Pioro I., Duffey R. Heat transfer and hydraulic resistance at supercritical pressures // ASME J. Heat Transfer. – 2007; 129:12.

11. . Oka Y. Supercritical-Pressure Light Water Cooled Reactors. Springer, 2014.

12. . Jackson J. D. Heat transfer to fluids at supercritical pressure // Nucl. Eng. Des. – 2013; 264:24

13. . Строганов С. П., Арнольд В. И. Катастрофы и бифуркации. – М.: Наука, 1990.

14. . Strogatz S. H. Nonlinear Dynamics and Chaos. Westview Press, 2015.

15. . Cross M. C., Hohenberg P. C. Pattern formation outside equilibrium // Rev. Mod. Phys. – 1993; 65:851.

16. . Ginzburg V. L. On Landau’s theory of phase transitions // Phys. Usp. – 1995; 38:490.

17. . Chaikin P. M., Lubensky T. C. Principles of Condensed Matter Physics. Cambridge Univ. Press, 1995.

18. . Zinn-Justin J. Quantum Field Theory and Critical Phenomena. Oxford Univ. Press, 2002.

19. . Wilson K. G., Kogut J. The renormalization group and the ε-expansion // Phys. Rep. – 1974; 12:75.

20. . Fisher M. E. Renormalization group theory: Its basis and formulation in statistical physics // Rev. Mod. Phys. – 1998; 70:653.

21. . Cardy J. Scaling and Renormalization in Statistical Physics. Cambridge Univ. Press, 1996.

22. . Pioro I. L., Khartabil H. F., Duffey R. B. Heat transfer to supercritical fluids flowing in channels // Nucl. Eng. Des. – 2005; 235:2407.

23. . Yamagata K. et al. Forced convective heat transfer to supercritical water // Int. J. Heat Mass Transfer. – 1972; 15:2575.

24. . Mokry S. et al. Heat transfer deterioration in supercritical fluids // Exp. Therm. Fluid Sci. – 2011; 35:1425.

25. . Гусев А. Л. Универсальный режимный критерий для сверхкритического теплообмена // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). – 2026; 2 (443):66-77.