Bilancio energetico ed irreversibilità in termodinamica dei continui

Molti sistemi fisici sono descritti, con ottima approssimazione, come sistemi continui, nei quali è trascurata la descrizione della struttura molecolare della materia costituente. La loro descrizione, tuttavia, deve essere arricchita, precisando quelle che sono tutte le altre proprietà caratterizzanti il continuo fisico, quali, ad esempio, la massa, la velocità, la temperatura e la pressione. Ciò viene fatto introducendo, nelle regioni occupate dal continuo, opportuni campi, scalari e tensoriali, corrispondenti a caratteristiche grandezze fisiche le cui leggi di bilancio sono formulate in modo tale da possedere carattere universale: valide per ogni continuo in ogni riferimento da cui lo si studia. A livello meccanico, la trattazione del continuo fisico è basata sui concetti di volume e superficie materiali, in grado di muoversi e deformarsi nello spazio e nel tempo. A livello termodinamico, l'impossibilità di attribuire un valore globale alle grandezze intensive di una porzione estesa di continuo non in equilibrio porta al bisogno di ripartire quest'ultima in porzioni infinitesime, ciascuna approssimativamente in equilibrio termodinamico, nelle quali i diversi campi possono essere definiti con continuità in ogni punto. Tuttavia le sole leggi di bilancio non risultano sufficienti per studiare compiutamente il comportamento di uno specifico continuo: ad esse si affiancano le relazioni costitutive, caratteristiche di ciascun mezzo, che legano tra loro i diversi campi introdotti nella trattazione.