Синергетика для инженеров. Никитенков Н.Н - 89 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

87
Если теперь уменьшить время пребывания, получится совершенно иной
тип поведения. А именно, в какой-то момент времени вся система внезапно
окрашивается в голубой цвет (если в качестве красящего вещества
используется ферроин), что указывает на избыток ионов Fe
3+
. Спустя
время от долей минуты до несколько минут (в зависимости от параметров
эксперимента) голубой цвет сменяется красным, указывая на избыток
ионов Fe
2+
. Этот процесс так и продолжается: голубой, красный, голубой,
красный и т. д. Эта ритмическая смена цвета с регулярными периодом и
амплитудой, зависит лишь от параметров системы и тем самым является
собственной характеристикой системы. Эти колебания можно
рассматривать как химические часы – устройство для измерения времени с
помощью внутренней динамики системы. Изменение концентраций при
этом показано на рис. 3.11. Используя понятие времени, можно сказать,
что в режиме однородного стационарного состояния (которое
асимптотически устойчиво!) для системы не существует выделенного
направления времени. В периодическом же режиме время проявляется в
виде фазы периодического движения и соответственно в заранее заданной
последовательности максимумов различных концентраций, сменяющих
друг друга. Такой переход называют нарушением временной симметрии.
С точки зрения теории колебаний существование незатухающих
колебаний в системе как в целом предполагает, что ее отдельные части
действуют согласованным образом путем строгого поддержания между
ними определенных соотношений между фазами, в противном случае
внешние возмущения сделали бы колебания невозможными.
Иными словами, как и при формировании ячеек Бенара (разд. 3.1),
неравновесность приводит к крупномасштабным корреляциям.
Детальные эксперименты показывают, что в случае, когда время
нахождения реагентов в реакционном объеме имеет промежуточное зна-
Рис. 3.11.
Зависимость логарифма концентраций от времени в ходе реакции
Белоусова-Жаботинского. Измерено потенциометрическим методом. Начальные
значения концентраций: СН
2
(СООН)
2
=0,032 М, KBrO
3
=0,063 M,
Ce(NH
4
)
2
(NO
3
)
5
=0,01 M, H
2
SO
4
=0,8 M, KBr=1,5·10
-5
M.

Страницы