Основы современного естествознания. Беломестных В.Н - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

67
свойство неравновесной системы, согласно которому если на поток I
i
,
соответствующий необратимому процессу i, влияет сила X
j
, то на поток
Y
j
сила X
i
оказывает воздействие с тем же перекрестным коэффициен-
том. За открытие соотношений взаимности, которое по праву может
считаться поворотным пунктом в истории термодинамики, Онсагеру
была присуждена Нобелевская премия по химии в 1968 году.
Общим свойством открытых (незамкнутых) систем (т. е. систем,
способных обмениваться веществом и энергией с внешней средой) яв-
ляется их
самоорганизация. Установление этого факта является заслу-
гой неравновесной термодинамики, причем именно неравновесность
служит источником упорядоченности (порядка). В качестве примеров
формирования структур вдали от равновесных и периодических процес-
сов в химии и экологии (модель хищник – жертва) рассмотрим следую-
щее.
1.Переход ламинарного течения в турбулентное. При термоди-
намическом равновесии вода находится в
покое. Если нарушить равно-
весие, создав, например, градиент давления, то вода начнет переме-
щаться в сторону меньших давлений. До некоторой критической скоро-
сти течение будет ламинарным, т.е. вода будет перемещаться как бы
слоями, параллельными направлению течения. При переходе через не-
которое критическое значение скорости υ
с
картина движения жидкости
удивительным образом преобразуется: поток станет турбулентным (рис.
11). Проблема перехода к турбулентности в гидродинамике
Рис. 11. Движение жидкости: а – термодинамическое равновесие,
б – ламинарное течение (
υ<υ
с
), в – турбулентное течение (
υ>υ
с
)
одна из самых интригующих и трудных. Она решается вот уже более
ста лет, однако сколь-нибудь надежного количественного описания воз-
никновения турбулентности до сих пор нет. Одна из самых красивых
картин возникновения турбулентности предложена академиком Л.Д.
Ландау в 1944 г. Согласно его схеме, турбулентность есть результат по-
следовательной потери устойчивости
течений с менее сложной структу-
рой и формированием течений с более сложной структурой.
2. Ячейки Бенара – модель самоорганизации биосферы. Если слой
а)
б) в)

Страницы