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:

Сравнительная характеристика ихтиофауны рек Сутары и Бира
Для характеристики ихтиофауны рек Сутары и Бира мы приводим данные, встречаемости различных видов рыб, которые включают результаты научных исследований (Бурик, 2006-2007), опросным данным населения и собственным наблюдениям (табл. 3.1.4). ...

Экспериментальная часть
Таблица № 1. Численность и морфология микроорганизмов – обрастателей памятной доски. Агар Кол-во отд. колоний Культуральные признаки Морфологические признаки Чапека 17 Гриб черного цвета; форма колонии круглая; ...

Происхождение человека
Ламарк (1809) допускал, что человек развился на протяжении времени из обезьяны. Решение проблемы принадлежит Дарвину (“Происхождение человека и половой отбор”, 1871). Собранные Дарвиным материалы по анатомии, физиологии и эмбриологии че ...