014. Понятие открытых и закрытых систем в термодинамике
Важным шагом в развитии термодинамики стал переход от изучения закрытых термосистем к изучению открытых термосистем.
Практика показывает, что абсолютно закрытых термосистем в реальной природе не существует.
Открытые системы осуществляют обмен с внешней средой энергию вещество и информацию, открытые системы называются диссипативными, так как они способны развеивать энергию в огне (диссипировать).
Такие системы не могу быть равновесными (они далеки от точки термодинамического равновесия) по причине того, что их функционирование требует непрерывного поступления из внешней среды новой энергии.
С поступлением новой энергии в систему прежняя взаимосвязь разрушается. Неравновесность систем возрастает. В тоже время между элементами системы возникают новые связи которые приводят к так называемым кооперативным процессам(коллективному поведению элементов системы - такое явление называется синергией).
Область физических исследований которых изучается процессы самоорганизации открытых неравновесных материальных систем называет синергетикой. Основоположник Герман Хакен.
Современное научное сообщество ставит вопрос о переходе к новой научной парадигме к синергетической парадигме.
Парадигма - это принятый в научном сообществе в данных конкретных исторических условиях способ постановки решения научных проблем.
С точки зрения синергетического подхода в природе господствуют не стабильные состояния а переходные, неравновесные, самоорганизующиеся.
Синергетика в большей степени имеет лишь описательный характер и не может объяснить процессы самоорганизации.
Экспериментально установлено, что синергетические эффекты наблюдаются при следующих условиях:
1) система должна быть открытой
2) сложной(многоэлементной)
3) должна находиться достаточно далеко от точки термодинамического равновесия
4) в системе должен организовываться принцип положительно обратной связи
В синергетических системах тенденция к нестабильности всячески усиливается, что позволяет перейти в новое состояние.
Источниками нестабильности выступает флуктуации - случайные отклонения от равновесного состояния.
Направленность синергетических процессов направляют аттракторы.
В логике нелинейных уравнений процесс развития системы развитие системы происходит через точки бифуркации.
В силу вариативности процессов самоорганизации в точках бифуркации развитие синергетических систем имеют только вероятностный характер.
Для управления такими системами необходимо овладеть искусством "акупунктурного" воздействия на систему в точки бифуркации.
|
|
|
