Схема 31. Основні концепції і методологічні принципи квантової механіки. | Схема 32. Узагальнені в рамках поняття квантової системи постулати Н. Бора. | Схема 33. Основні властивості мікрочастинок в рамках квантових статистик. | Схема 34. Квантові числа і відповідні умови квантування. | | Схема 35. Основні характеристики нуклонів. | Динамічні і статистичні закономірності (теорії) в пізнанні природи | | Схема 36. Умови теплового рівноваги для певних видів контактів між макрооб'єктами і термостатом. | Схема 37. Основні початку рівноважної термодинаміки. |

загрузка...
загрузка...
На головну

Елементи нерівноважноїтермодинаміки дисипативних систем. Закономірності самоорганізації в природі

  1. I. Елементи лінійної алгебри та аналітичної геометрії.
  2. Архітектура сучасних відеосистем. Відеопам'ять.
  3. Архітектура сучасних відеосистем. Відеопам'ять.
  4. Архітектура сучасних відеосистем. Графічний процесор.

Вивчення реальних процесів, зокрема, явищ переносу, зажадало створення лінійної нерівноважної термодинаміки, а потім і термодинаміки систем далеко від рівноваги. У лінійної нерівноважної термодинаміки досліджені та узагальнені багато нерівноважні процеси природи і, в першу чергу, дифузія, теплопровідність і т. П

У цій теорії відхилення від рівноваги вважаються малими і відповідні рівняння потоків: теплового, дифузійного, в'язкого потоку імпульсу, електричного струму і швидкості хімічної реакції від градієнтів (термодинамічних сил) відповідно температури, концентрації, швидкості, різниці потенціалів і хімічної спорідненості реакції, виявляються лінійними. Однак і це наближення значно обмежує можливості адекватного термодинамічної аналізу багатьох природних макропроцесів.

Тому подальший розвиток термодинаміки було направлено на побудову теорії незворотних процесів в умовах, далеких від рівноважних, коли необхідно використовувати нелінійні рівняння. При цьому оформився важливий висновок про те, що нерівноважні стану і незворотні процеси можуть бути джерелом упорядкованості. Це послужило відправною точкою для розвитку сучасної нерівноважноїтермодинаміки систем, що знаходяться далеко від стану рівноваги.

У природі існує безліч прикладів виникнення порядку в спочатку безладно хаотичних системах. Найбільш виразно і наочно подібні явища демонструє жива природа. Однак і в неживій природі чимало процесів, які протікають в напрямку від безладу до порядку. Наприклад, освіту високосімметрічной структури сніжинок з бесструктурного водяної пари, вихрові структури води при прискоренні течії в області звуження русла, автоколебания (звукові, електричні, оптичні, в тому числі лазерні). Природно, процеси самоорганізації проявляються в рамках всіх структурних рівнів матерії. Так, в мегамире вони привели до утворення структур у вигляді зірок, туманностей, галактик і т. П

Це зумовило об'єднання нерівноважноїтермодинаміки дисипативних структур І. Пригожина, нелінійної динаміки і кооперативних явищ в одній міждисциплінарної науці - синергетики. Синергетика - область наукових досліджень колективної поведінки частин складних систем, пов'язаних з неустойчивостями і стосуються процесів самоорганізації. Синергетика є теорією самоорганізації систем різної природи.

Сам термін синергетика запропонований німецьким математиком Г. Хакеном (1973) і за його пропозицією позначає «колективна дія» і акцентує увагу на кооперативності взаємодії частин при утворенні структури як єдиного цілого. Декларує ідею співпраці різних дисциплін (наук) в рамках здійснює в природознавстві і в загальному науковому пізнанні глобального коеволюційної синтезу.

У нерівноважної термодинаміки дисипативних структур особливу роль зіграв принцип виробництва мінімуму ентропії Пригожина-Гленсдорфа, згідно з яким у разі відкритих систем можливо в принципі як зростання, так і спадання і збереження ентропії:

 , Або = 0, або <0, тобто взаємопроникнення порядку і хаосу. Умова  означає ускладнення і зростання системи. Зміна ентропії при цьому відповідає співвідношенню  . Співвідношення показує, що ентропія, обумовлена ??незворотними процесами всередині системи, виноситься в навколишнє середовище. Дисипативна структура - одне з основних понять теорії структур І. Пригожина. Система в цілому може бути нерівноважної, але вже певним чином впорядкованої, організованою, за рахунок дисипації (dissipation - розганяти, розсіювати вільну енергію) і потоку зовнішньої енергії. Такі системи І. Пригожин назвав диссипативними структурами. Нестійкість і неравновесность визначають розвиток систем, т. Е останні безперервно флуктуируют. В особливій точці біфуркації (критичний стан) флуктуації досягають такої сили, що організація системи руйнується. Дозволом кризової ситуації є швидкий перехід дисипативної системи на новий більш високий рівень впорядкованості, який і отримав назву дисипативної структури.

Еволюція більшості систем носить нелінійний характер, т. Е для такого типу систем завжди існує кілька можливих варіантів розвитку. Виникнення структур наростаючої складності в рамках нелінійної динаміки не випадковість, а закономірність. Незворотність, неравновесность, невизначеність, випадковість і нелінійність вбудовані в механізм еволюції. Навколишнє середовище в механізмі еволюції не слід розглядати просто як «термостат», має місце спільна еволюція (коеволюція) системи і навколишнього середовища.

Література.

1. Спадкоємців Ю. М. Концепції сучасного природознавства / Ю. М. Спадкоємців, А. Я Шполянський, А. П. Кудря, А. Г. Стібаев. - Ростов н / Д: ДДТУ, 2008 - 350 с. [Електронний ресурс №ГР 15393, 2010]. Режим доступу: http: // de.dstu.edu.ru//, с. 135-144.

2. Спадкоємців Ю. М. Концепції сучасного естествознанія6 навч-метод. посібник. / Ю. М. Спадкоємців, А. Я. Шполянський, А. П. Кудря, А. Г. Стібаев. - Ростов н / Д, 2007, с. 52-55, 87-88.

3. Суханов А. Д. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів / А. Д. Суханов, О. Н. Голубєва. - М .: Дрофа, 2004, с. 183-202.

4. Горбачов В. В. Концепції сучасного природознавства. Інтернет-тестування базових знань: навчальний посібник / В. В. Горбачов. Н. П. Калашников, Н. М. Кожевников - СПб .: Видавництво «Лань», 2010, с. 98-105, с. 113-122.

5. Кожевников Н. М. Концепції сучасного природознавства: Навчальний посібник, 4-е изд., Испр. / Н. М. Кожевников. - СПб .: Видавництво «Лань», 2009, с. 109-126

 



Схема 38. Статистичні закони макросостоянія і їх фізичний зміст. |
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати