Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 57 стр.

UptoLike

Рубрика: 

– 57 –
÷è íåèçâåñòíî è åãî ñëåäóåò îïðåäåëèòü. Òî åñòü íà÷àëüíûå óñëî-
âèÿ çàäàþòñÿ òàêèì îáðàçîì, ÷òî òîëüêî â êîíå÷íîì ðåøåíèè âûÿñ-
íÿòñÿ íàïðàâëåíèå è ñòåïåíü ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ âåùåñòâà èç îäíî-
ãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå. Íàïðèìåð, äîïóñêàåì, ÷òî íà ïîâåðõíîñòü
ïëàíåòû èç åå íåäð ìîãóò èçëèâàòüñÿ æèäêèå óãëåâîäîðîäû, à âî
÷òî îíè ïðåâðàòÿòñÿ, ñîïðèêîñíóâøèñü ñ åå àòìîñôåðîé, ñëåäóåò
îïðåäåëèòü. Ïðàêòè÷åñêàÿ âàæíîñòü òàêèõ çàäà÷ âî âñåõ îáëàñòÿõ
ïðèëîæåíèÿ õèìè÷åñêîé òåðìîäèíàìèêè îãðîìíà.
 ðåøåíèè ýòîé ïðîáëåìû îñíîâîïîëàãàþùåå çíà÷åíèå
èìåþò ðàáîòû Ä.Ñ. Êîðæèíñêîãî [55, 56]. Èì âûäâèíóòî ïîëî-
æåíèå îá îòêðûòûõ ñèñòåìàõ ñ âïîëíå ïîäâèæíûìè êîìïîíåí-
òàìè; ñôîðìóëèðîâàí ôåíîìåíîëîãè÷åñêèé ïðèíöèï äèôôåðåí-
öèàëüíîé ïîäâèæíîñòè è ëîêàëüíîãî ðàâíîâåñèÿ; ââåäåíî ïîíÿ-
òèå èíåðòíûõ è âïîëíå ïîäâèæíûõ êîìïîíåíòîâ; êëàññè÷åñêîå
ïîíÿòèå ñèñòåìû ïðèâåäåíî ê òåîðåòè÷åñêèì ôîðìóëèðîâêàì î
íåçàâèñèìûõ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðàõ ñèñòåì – ôàêòî-
ðàõ èõ ðàâíîâåñèÿ; ïîñðåäñòâîì ïðåîáðàçîâàíèÿ Ëåæàíäðà âû-
âåäåíû òåðìîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòè÷åñêèå ôóíêöèè îòêðû-
òûõ ñèñòåì ñ âïîëíå ïîäâèæíûìè êîìïîíåíòàìè; äîêàçàíî, ÷òî
÷èñëî ôàç â îòêðûòûõ ñèñòåìàõ íå ìîæåò áûòü áîëüøå ÷èñëà
íåçàâèñèìûõ èíåðòíûõ êîìïîíåíòîâ.
Âìåñòå ñ òåì, Ä.Ñ. Êîðæèíñêèì íå ïîñòðîåíà òåðìîäèíà-
ìè÷åñêàÿ ìîäåëü îòêðûòîé ñèñòåìû, ðàññìàòðèâàåìîé íå èçî-
ëèðîâàííî, à êàê öåëîñòíûé ôèçèêî-õèìè÷åñêèé è ìàòåìàòè÷å-
ñêèé îáúåêò ñî ñâîèì îêðóæåíèåì – äðóãèìè ñèñòåìàìè èëè âíå-
øíèì ðåçåðâóàðîì.
Íåîáõîäèìîñòü íîâîãî îïèñàíèÿ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ìîäåëåé
ïðèðîäíûõ ìóëüòèñèñòåì, áóäü ýòî çàêðûòûå èëè îòêðûòûå ñèñòå-
ìû, âîçíèêëà ëèøü â ïîñëåäíåå âðåìÿ, êîãäà ãåîõèìèêè è ïåòðîëî-
ãè ñòîëêíóëèñü ñ ïðîáëåìîé ðàñ÷åòà ñëîæíûõ õèìè÷åñêèõ ðàâíî-
âåñèé. Ðàíüøå ýòà ïðîáëåìà ïðîñòî íå îñîçíàâàëàñü âî âñåé ïîëíî-
òå. Òåðìîäèíàìè÷åñêèé àíàëèç çàìûêàëñÿ íà ïîñòðîåíèè ñîîòâåò-
ñòâóþùèõ äèàãðàìì. Íî ïåðåõîä ê ÷èñëåííîìó ìîäåëèðîâàíèþ
íåèçáåæíî âûíóæäàåò èñêàòü ñðåäñòâà ôîðìàëüíîãî ìàòåìàòè÷å-
ñêîãî ïðåäñòàâëåíèÿ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ìîäåëåé.
                             – 57 –
÷è íåèçâåñòíî è åãî ñëåäóåò îïðåäåëèòü. Òî åñòü íà÷àëüíûå óñëî-
âèÿ çàäàþòñÿ òàêèì îáðàçîì, ÷òî òîëüêî â êîíå÷íîì ðåøåíèè âûÿñ-
íÿòñÿ íàïðàâëåíèå è ñòåïåíü ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ âåùåñòâà èç îäíî-
ãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå. Íàïðèìåð, äîïóñêàåì, ÷òî íà ïîâåðõíîñòü
ïëàíåòû èç åå íåäð ìîãóò èçëèâàòüñÿ æèäêèå óãëåâîäîðîäû, à âî
÷òî îíè ïðåâðàòÿòñÿ, ñîïðèêîñíóâøèñü ñ åå àòìîñôåðîé, ñëåäóåò
îïðåäåëèòü. Ïðàêòè÷åñêàÿ âàæíîñòü òàêèõ çàäà÷ âî âñåõ îáëàñòÿõ
ïðèëîæåíèÿ õèìè÷åñêîé òåðìîäèíàìèêè îãðîìíà.
       ðåøåíèè ýòîé ïðîáëåìû îñíîâîïîëàãàþùåå çíà÷åíèå
èìåþò ðàáîòû Ä.Ñ. Êîðæèíñêîãî [55, 56]. Èì âûäâèíóòî ïîëî-
æåíèå îá îòêðûòûõ ñèñòåìàõ ñ âïîëíå ïîäâèæíûìè êîìïîíåí-
òàìè; ñôîðìóëèðîâàí ôåíîìåíîëîãè÷åñêèé ïðèíöèï äèôôåðåí-
öèàëüíîé ïîäâèæíîñòè è ëîêàëüíîãî ðàâíîâåñèÿ; ââåäåíî ïîíÿ-
òèå èíåðòíûõ è âïîëíå ïîäâèæíûõ êîìïîíåíòîâ; êëàññè÷åñêîå
ïîíÿòèå ñèñòåìû ïðèâåäåíî ê òåîðåòè÷åñêèì ôîðìóëèðîâêàì î
íåçàâèñèìûõ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðàõ ñèñòåì – ôàêòî-
ðàõ èõ ðàâíîâåñèÿ; ïîñðåäñòâîì ïðåîáðàçîâàíèÿ Ëåæàíäðà âû-
âåäåíû òåðìîäèíàìè÷åñêèå õàðàêòåðèñòè÷åñêèå ôóíêöèè îòêðû-
òûõ ñèñòåì ñ âïîëíå ïîäâèæíûìè êîìïîíåíòàìè; äîêàçàíî, ÷òî
÷èñëî ôàç â îòêðûòûõ ñèñòåìàõ íå ìîæåò áûòü áîëüøå ÷èñëà
íåçàâèñèìûõ èíåðòíûõ êîìïîíåíòîâ.
      Âìåñòå ñ òåì, Ä.Ñ. Êîðæèíñêèì íå ïîñòðîåíà òåðìîäèíà-
ìè÷åñêàÿ ìîäåëü îòêðûòîé ñèñòåìû, ðàññìàòðèâàåìîé íå èçî-
ëèðîâàííî, à êàê öåëîñòíûé ôèçèêî-õèìè÷åñêèé è ìàòåìàòè÷å-
ñêèé îáúåêò ñî ñâîèì îêðóæåíèåì – äðóãèìè ñèñòåìàìè èëè âíå-
øíèì ðåçåðâóàðîì.
      Íåîáõîäèìîñòü íîâîãî îïèñàíèÿ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ìîäåëåé
ïðèðîäíûõ ìóëüòèñèñòåì, áóäü ýòî çàêðûòûå èëè îòêðûòûå ñèñòå-
ìû, âîçíèêëà ëèøü â ïîñëåäíåå âðåìÿ, êîãäà ãåîõèìèêè è ïåòðîëî-
ãè ñòîëêíóëèñü ñ ïðîáëåìîé ðàñ÷åòà ñëîæíûõ õèìè÷åñêèõ ðàâíî-
âåñèé. Ðàíüøå ýòà ïðîáëåìà ïðîñòî íå îñîçíàâàëàñü âî âñåé ïîëíî-
òå. Òåðìîäèíàìè÷åñêèé àíàëèç çàìûêàëñÿ íà ïîñòðîåíèè ñîîòâåò-
ñòâóþùèõ äèàãðàìì. Íî ïåðåõîä ê ÷èñëåííîìó ìîäåëèðîâàíèþ
íåèçáåæíî âûíóæäàåò èñêàòü ñðåäñòâà ôîðìàëüíîãî ìàòåìàòè÷å-
ñêîãî ïðåäñòàâëåíèÿ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ìîäåëåé.