Синергетика для инженеров. Никитенков Н.Н - 90 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

88
чение по отношению к временам, характерным для двух осцилляторных
режимов, система демонстрирует сложное непериодическое поведение.
Появление такой химической турбулентности иллюстрирует тенденцию
многих неравновесных систем (как природных, так и инженерных) к
хаотической эволюции при соблюдении определенных условий. Кроме
того, оно выявляет следующее важное свойство химических систем: если в
гидродинамике и в большинстве других физических примеров сложное
поведение неизменно связано с пространственной неоднородностью, то в
химии даже пространственно однородные системы могут иметь
сложное поведение во времени. Причина такой особенности состоит в том,
что химические системы наделены механизмами типа автокатализа,
которые связаны с особыми молекулярными структурами и особой
реакционной способностью определенных компонентов, что позволяет
таким системам переходить в новые состояния +путем усиления (или
ослабления) влияния слабых возмущений.
3.3.2. Реакция Белоусова-Жаботинского в неоднородной системе.
Химические автоволны.
Если реакция Белоусова-Жаботинского протекает без перемешивания,
то это приводит к развитию пространственных неоднородностей. Для
постановки такого эксперимента достаточно чашки Петри, в которую
тонким слоем наливают реагенты. При этом на поверхности неоднородной
системы можно наблюдать регулярные пространственно-временные
картины в виде распространяющихся волновых фронтов. Плоское
изображение пространственно-временных картин (рис. 3.12) дает лишь
слабое представление об их красоте и динамике развития. Показанные на
рисунке волны создаются в тонком слое реагирующих веществ. Можно
выделить следующие виды волн (рис. 3.12): кольцевые фронты (а),
имеющие почти цилиндрическую симметрию относительно оси,
перпендикулярной плоскости слоя, и напоминающие мишень для пулевой
стрельбы, и спиральные фронты (б), вращающиеся в пространстве по или
против часовой стрелки. Можно также получить, хотя и при
специфических условиях, многозаходные спирали, показанные на
рис. 3.12в. В любом из этих случаев волновые фронты распространяются
на макроскопические расстояния без искажений и с заданной скоростью,
что эквивалентно некоторому химическому сообщению, посылаемому из
центра излучения волн. Здесь снова имеет место рождение сложного.
Образование волновых фронтов можно связывать с нарушением
пространственной симметрии. Нарушение симметрии в случае картины
типа мишени, показанной на рис. 3.12, а, весьма сходно с нарушением
симметрии в задаче Бенара: по существу, и там и здесь система теряет

Страницы