Синергетика для инженеров. Никитенков Н.Н - 22 стр.

UptoLike

21
периодическое изменение цвета раствора, но и замирание картины
изменения цвета при некоторых условиях, а также возникновение
окрашенных слоев или устойчивых пространственных структур. Эти
пространственные структуры сохранялись, пока не иссякал запас
начальных веществ-реагентов, то есть в замкнутой системе они не могли
бы существовать. Это свойство роднило их с диссипативными
структурами, которые должны непрерывно «подпитываться» энергией и
веществом от внешней среды. В обеих ситуациях структуры возникали в
открытой системе, находящейся в неравновесном состоянии, и при
наличии внешней подпитки. В обеих ситуациях эффект достигался после
преодоления некоего порогового значения меняющегося параметра.
Сопоставив, таким образом, ход реакции Белоусова-Жаботинского с
моделью Тьюринга, группа Пригожина переработала эту модель и создала
свою, которая была названа брюсселятором честь города Брюссель, в
котором работали ученые). (Подробнее модель брюсселятора представлена
в разделе 3.3.4 пособия).
Был смоделирован процесс протекания периодической реакции в
открытой системе между двумя видами непрерывно поступающих в
реактор веществ, при условии, что количество этих веществ
поддерживалось постоянным. Продукты реакции выпадали в осадок, но
при этом в объеме реактора постоянно присутствовали два
промежуточных вещества, которые периодически изменяли цвет раствора.
Расчет давал колебательный режим при определенном соотношении
поступающих реагентов. Изменение соотношений между исходными
реагентами меняло характеристики колебаний концентраций проме-
жуточных продуктов реакции. Удивительнее всего оказалось то, что
уравнения, описывающие этот процесс, совпали с уравнениями
автоколебательных систем (электрических или механических), изучением
которых давно занимались советские физики.
Кроме того, группа Пригожина разработала специальную модель для
изучения волновых явлений реакции Белоусова-Жаботинского, названную
ими «реакцией в системе БМФ» (аббревиатура от слов: бромид
малоновая кислота ферроин). Само это явление открыли в 1970 г. А.М.
Жаботинский и А.Н. Заикин. В основе эксперимента снова была реакция
Белоусова-Жаботинского. Но вместо химического размешивания
реагентов в пробирке их растворы выливали тонким слоем в чашку Петри.
Такая распределенная система оказалась очень удобной для наблюдений: в
ней возникала красочная картина автоволн. По мере прохождения волны
менялся ее цвет от синего к красному. В реагирующей смеси
исследователи наблюдали образование самовозбуждающихся кольцевых
волн. Волна концентрации возникает в начале реакции, отражаясь от
стенок реактора. Источником ее являются мелкие неоднородности среды