21)Основы неравномерной термодинамики. Градиент, поток, Флуктуация. Св-ва открытых сильнонеравновесных систем.

Природные объекты – открытые неравновесные системы. В таких системах возникает неоднородное распределение термодинамических параметров и происходит обмен энергией, веществом, информацией и т.д. Процессы в открытых неравновесных системах исследует неравновесная термодинамика. Градиент - физическая величина, характеризующая степень неоднородности распределения какой-либо величины. Наличие градиента вызывает появление потока другой физической величины (градиент температуры - поток тепла...). Флуктуация - случайное, локальное отклонение параметров от их среднего значения в данной точке.

В сильнонеравновесной системе потоки являются нелинейными функциями соответствующих градиентов. Это необратимые процессы в слабонеравновесных системах, стремящиеся привести систему в состояние равновесия: Теплопроводность, Диффузия.

22) Понятие самоорганизация. Ячейки Бенара, диссипативные структуры, точка бифуркации

Самоорганизация – процесс образования в системе упорядоченной структуры без внешнего организующего воздействия.

Ячейки Бенара или Рэлея — Бенара  возникновение упорядоченности в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов или правильных шестигранных структур в слое вязкой жидкости с вертикальным градиентом температуры, то есть равномерно подогреваемой снизу.

Диссипативные структуры: 1)существуют за счет больших потоков энергии извне 2)способствуют рассеянию энергии. Точка бифуркации - состояние, при котором в сильнонеравновесной системе происходит переход к новому типу поведения. В этой точке у системы появляется возможность выбора. Выбор системы носит вероятностный характер, что делает эволюцию системы необратимой. В поведении открытой сильнонеравновесной системы сочетаются случайность и определенность. Хаос и порядок – две стороны одной медали, работает принцип дополнительности Бора.

23)Самоорганизация и энтропия. Принцип Пригожена-Гленсдорфа. Самоорганизация – процесс образования в системе упорядоченной структуры без внешнего организующего воздействия. Шутка физиков: Термодинамика – старая властная тетка, которую все недолюбливают, но которая всегда права. В открытых системах за счет подпитки энергии от внешней среды могут возникать диссипативные структуры с меньшей энтропией. Открытые системы как бы структурируют энергию из внешней среды:

-упорядоченная часть энергии остается в системе,

-неупорядоченную энергию система «сбрасывает», возвращая в природу. Принцип производства минимума энтропии Пригожина - Гленсдорфа: в точках бифуркации система идет по пути, отвечающему меньшему значению производства энтропии. Производство энтропии:

24)Характерные признаки самоорганизации. Эволюционно-синергетическая парадигма. Стрела времени.

Характерные признаки самоорганизации:

1.Система является сложной, т.е. состоит из большого числа элементов. 2.Система является открытой. 3.Неустойчивость и нелинейность свойств системы при увеличении внешнего воздействия. 4.Быстрая перестройка системы при согласованном поведении ее элементов. 5.Конкуренция состояний системы. 6.Уменьшение энтропии системы в результате обмена с внешней средой.