Критерий устойчивости систем, далеких от равновесия

Биология » Концепции современного естествознания » Критерий устойчивости систем, далеких от равновесия

Об устойчивости неравновесных стационарных состояний вдали от равновесия можно судить по знаку избыточного производства энтропии: если знак отрицательный, система неустойчива, и, наоборот, положительный знак указывает на то, что стационарные состояния асимптотически устойчивы.

В настоящее время известно много примеров неустойчивых нелинейных систем, которые играют решающую роль в понимании динамических свойств материи, необычного характера протекания химических реакций, организации биологических систем и даже некоторых сторон жизни сообществ - от бактерий до человека.

Некоторые примеры неустойчивых, далеких от равновесия стационарных состояний:

Конвективная неустойчивость Бенара (1900). Слой жидкости между двумя горизонтальными пластинками с разной температурой. При пороговом значении разности температур появляются устойчивые конвективные ячейки, имеющие форму роликов. Соседние ролики вращаются в противоположных направлениях. При достижении нового порогового значения скорость образования и температура ячеек начинает периодически изменяться с постоянной частотой и предсказуемым образом.

Неустойчивость по Тейлору - жидкость между двумя концентрическими цилиндрами, причем внутренний вращается.

В обоих случаях бесформенная жидкость самопроизвольно организуется в форму роликов или шестигранников или же в слоистые структуры. Примечательно, что такая организация является следствием рассеяния энергии системы при сохранении неравновесности за счет постоянного притока притока энергии из внешней среды. Как только приток энергии прекращается, система возвращается к исходному состоянию.


Другое по теме:

Потомство
Все крокодилы откладывают яйца, из которых со временем выходят полностью сформировавшиеся малыши. Спаривание происходит в воде в разное время года в зависимости от вида и места обитания. Примерно через месяц после спаривания самка отыскив ...

Механизм антитело образование. Первичный и вторичный иммунный ответ, практическое значение
Основными органами, синтезирующие а/т явл лимфатич узлы, костный мозг, селезёнка. Находящиеся в них плазматич кл синтезир иммунные гаммаглобулины. Информацию о специфичности синтезируемого ИГ получ от В-лимфоцитов (клоны). Подходящий по с ...

Интерференция, дифракция и поляризация света
В любых волновых процессах, где складываются две или несколько волн, происходит интерференция. Импульсы противоположных знаков при встрече гасят друг друга - это деструктивная интерференция. Если знаки импульсов одинаковы, то при встрече ...