СИСТЕМЫ И СРЕДЫ

Внешнее функционирование можно представить в виде кибернетических понятий о прямой и обратной связи системы со средой описания действенного обмена веществ или энергии между системой и средой (среда воздействует на ЧМС, которая избирательно воспринимает и перерабатывает эти воздействия в соответствии со своей внутренней природой). В свою очередь ЧМС активно воздействует на среду сознательно и бессознательно, преднамеренно [c.37]

Более распространены триадные системы и среди них — трехуглеродная таутомерия, представляющая собой смещение двойной связи с одновременным перескоком водорода [c.229]

В основе всякого электролиза, следовательно, лежит разделение единого -процесса на два элементарных электрохимических электродных акта, представляющих собой реакции электрона с ионом или нейтральной молекулой. Осуществление такого течения реакции, при котором система и среда обмениваются электрической энергией, мы и будем называть организацией электрохимического. процесса. При этом, если суммарная реакция протекает с выделением электрической энергии, система носит название гальванического элемента если же процесс сопровождается поглощением энергии, систему называют электролитной ванной или электролизером (эти же названия сохраняются и для ячеек, в которых осуществляется соответствующий электрохимический процесс). [c.11]

В поисках того признака, который, проявляясь на всех стадиях эволюции химических систем, приобретает доминирующее значение у биологических систем, необходимо обратить внимание на дискретность отношений между системой и средой. Роль принципа дискретности, проявившаяся в успехах атомно-молекулярной теории, периодическом законе, структурной теории, стала еще более значительной в квантовой физике. [c.5]

Вполне целесообразно объединить факторы, определяющие дискретность отношений между организованными системами и средой, термином код, часто употребляемым в молекулярной биологии и теории информации. С точки зрения этой концепции понятие кода включает все дискретные факторы, временные и пространственные, которые определяют отношения системы и среды, совместимые с существованием или развитием системы. [c.6]

Заметим, что из общего уравнения Шредингера не вытекает необходимость дискретного спектра значений энергии условие Я1 з= з могло бы выполняться и для непрерывного спектра значений Е. Отсюда следует, что наложение на систему определенных ограничений приводит к появлению ряда устойчивых дискретных состояний. Организация свободных частиц и образование, которое мы называем атомом, неразрывно связаны с дискретностью возможных состояний и дискретностью (кодовым характером) отношений системы и среды. Действительно, атом поглощает или теряет энергию квантами, величина которых определяется особенностями дискретного спектра значений энергии. [c.63]

На основании наблюдаемой дискретности отношений системы и среды в качестве критерия устойчивости таких систем предлагается принцип кодовых связей, а в качестве критерия развития — выбор кодового механизма, в наименьшей степени зависящего от термодинамических и химических ограничений и обеспечивающего распространение и передачу состояний на макроскопическом уровне. [c.233]

Химический потенциал как термодинамическую переменную ввел в науку Гиббс. Возникает естественный вопрос как можно было не заметить этой величины раньше при изучении химических процессов Ответ на него кажется несколько неожиданным — все законы химической термодинамики можно получить, ие используя в явном виде химические потенциалы (11, хотя само изложение предмета при этом приобретает. весьма громоздкий вид. Дело в том, что для закрытых систем, не обменивающихся массой с окружающей средой, все относится к внутренним координатам состояния, тогда как основу термодинамического способа рассмотрения составляет метод контрольной поверхности, согласно которому об изменении энергии системы судят по обмену внешними координатами между системой и средой. Тогда внутренние переменные явным образом не входят в (Ш Рассмотрим для примера обратимый переход некоторого количества вещества йп в двухфазной системе при постоянных Т и р н отметим штрихами принадлежность величины к той или иной фазе. Тогда изменение энергии системы с1и=Т(18 — рйУ + [>, —так как йп = —д.п."—йп. В правой части слагаемое 1 — 1")йп является величиной второго порядка малости, так как для обратимого переноса вещества сама разность потенциалов (ц — ц") должна быть величиной бесконечно малой. Поэтому Гиббс как бы рас- [c.72]

Равновесия условия (68) формулируют в трех видах а) как равенство всех обобщенных сил системы и среды, б) через условия экстремума характеристических функций при постоянстве соответствующих им переменных и в) в виде условия, что равновесная система в отличие от неравновесной не может совершить работу. Эти условия взаимно связаны и могут быть получены одно из другого. [c.314]

Флуктуации (т. е. неравновесному процессу в системе без запретов) можем сопоставить некоторый мысленный равновесный процесс в системе с запретами, который приведет систему к рассматриваемому конечному состоянию (осуществление этого равновесного процесса возможно лишь при энергетическом контакте между системой и средой, т.е. при снятии условий изоляции системы). Разница между воображаемым равновесным процессом и неравновесным флуктуационным процессом в том, что при первом совершается работа над системой, а при втором не совершается. Работа, совершаемая над системой с перегородками в процессе ее равновесного перехода от начального к конечному состоянию, затрачивается на передвижение перегородок и, таким образом, на создание неоднородностей в системе. Будем предполагать, что система термически однородна (температура во всех частях системы Т). По существу неоднородности, которые мы будем рассматривать, относятся лишь к распределению вещества. [c.132]

При записи первого из условий (VI.31) мы учли, что энергия взаимодействия между системой и средой пренебрежимо мала по сравнению с энергией системы система и среда, следовательно, статистически независимы. [c.133]

Формула (VI.40) применима для описания любых флуктуационных процессов в квазизамкнутой системе. Рассмотрим далее частное приложение. этой формулы к флуктуациям следующего характера. Предположим, что флуктуационный процесс состоит в нарушении равновесия системы со средой при наличии равновесия внутри системы. Данное состояние системы может быть охарактеризовано интенсивными параметрами Т, р, [Х1,. .., [Хк, которые для всех частей системы одинаковы, но могут быть отличны от Т, р, . .., Хк (равенство интенсивных параметров системы и среды наблюдается при равновесии между системой и средой, т. е. при отсутствии каких-либо флуктуаций в совокупности система+ среда ). Рассматриваемому флуктуационному процессу можно сопоставить процесс равновесного изменения состояния системы, при котором интенсивные параметры испытывают приращения АТ = Т—Т, Ар= р—р, А Х =[г — [х (I = 1,. .., к). Изменения термодинамических параметров системы при флуктуации будут оцениваться как для равновесного процесса, причем начальным является состояние со значением интенсивных параметров Т, р, 1. Изменение энергии АЕ приравняем изменению внутренней энергии Аи в соответствующем процессе. Внутреннюю энергию представим как функцию переменных 5, V, N1,. .., [c.135]

В термодинамике рассматриваются два основных процесса обмена энергией между системой и средой передача энергии в виде тепла или в виде работы Следует иметь в виду принципиальное отличие этих процессов. Передача энергии в виде теплоты — это передача энергии посредством хаотического, неупорядоченного движения молекул. Передача энергии в виде работы совершается посредством упорядоченного движения. [c.10]

Вернемся теперь к дифференциальным уравнениям (III.7) и рассмотрим их с точки зрения энергообмена между системой и средой. В этом случае полезно ввести понятие контрольной поверхности, или границы, отделяющей систему от окружающей -среды. Термодинамически наиболее интересны процессы, приводящие к переходу энергии через эту границу только они приводят к изменению внутренней энергии системы. Если, например, в изолированной системе произошла химическая реакция, то это Не приведет к изменению внутренней энергии, хотя.состояние системы изменится (изменятся температура и давление). В этом случае химическая реакция, не изменяя внутренней энергии, соз- [c.53]

Взаимодействие системы с окружающей средой может проходить как обратимо (идеальный процесс), так и необратимо (реальный процесс) В первом случае будет получена работа, равная эксергии (по определению). Если процесс остановлен до наступления равновесия системы и среды, то полученная работа будет равна убыли эксергии системы. В реальном процессе работа будет меньше, чем убыль эксергии (в пределе работа может быть равна нулю). Это означает, что часть эксергии не превратится в работу, а исчезнет в результате необратимости. В этом состоит одно из существенных отличий эксергии от энергии. Эксергия подчиняется закону сохранения только в обратимых процессах во всех остальных случаях (реальные системы) она может частично или полностью исчезать, теряться в результате диссипации энергии в необратимых процессах. Естественно, что чем меньше при прочих равных условиях эта потеря эксергии, тем процесс термодинамически совершеннее. [c.189]

В общем случае, во время химической реакции между системой и средой происходит обмен теплотой Q и работой А в направлениях, показанных на рис. 10.1. [c.129]

Обязательным условием для применения соотношений (1.21) и (1.24) является требование сохранения постоянной температуры внешней среды и равенства температуры системы и среды лишь в начале и в конце процесса. [c.27]

Количественный и качественный анализ рисков на базе сложных динамических нелинейных моделей должен предусматривать построение физических и математических сценариев как самих аварий и катастроф, так и моделей повреждений, наносимых населению, техническим объектам, системам и среде обитания. [c.42]

Обобщая полученные результаты на случай любых сил, отличных от давления, можем сказать между различными системами (или между системой и средой) могут действовать различные силы под их действием системы могут быть в равновесии только в двух случаях когда силы уравновешиваются или когда движения, которые были бы вызваны этими силами, невозможны из-за связей (аналогичных закреплению поршня). [c.16]

Система не получает от среды теплоту тогда, когда а) она заключена Б адиабатную оболочку б) температура системы и среды одинакова. Часто встречающееся выражение система получает теплоту от среды, имеющей ту же температуру, — нельзя понимать буквально. Это выражение только означает, что разность t — t ничтожно мала. [c.52]

Из сказанного понятно, что для полной характеристики процесса необходимо знать, как изменяются с течением времени каждый из признаков системы и среда. Однако это в большинстве случаев невозможно обычно ограничиваются неполными характеристиками и чаще всего указывают признаки, остающиеся постоянными в течение процесса. [c.57]

В пределе, когда эти разности равны нулю, происходит обратимое смешение газов, если поршни удаляются д уг от друга. В самом деле, достаточно бесконечно малых импульсов, приложенных к каждому из поршней, чтобы они стали приближаться друг к другу, вследствие чего начнется выделение газов из смеси. В конце этого обращенного процесса система и внешние давления окажутся такими, как перед началом смешения, а сумма внешних работ смешения газов и их выделения будет равна нулю. Таким образом, после выделения газов из смеси и система, и среда окажутся такими, как перед началом смешения. [c.62]

Характерно, что оно не содержит в явном виде членов, связанных с массообменом между системой и окружающей средой. Согласно этому выражению при отсутствии в системе химического превращения (( Як = 0) массообмен при постоянных Т и У не сопровождается тепловым взаимодействием системы и среды [йЦт, у, = 0), что противоречит действительной картине. Вместе с тем из уравнения [c.121]

Обмен веществом или энергией связан с изменением состояния системы. В реальных условиях перенос энергии является следствием различия температуры или силового поля системы и среды. Перенос вещества часто вызывается наличием градиента концентрации между средой и системой. Если величина упомянутого различия в силе, температуре или концентрации понижается, соответственно замедляется и темп изменения состояния. Если понижение соответствующих градиентов неограниченно, темп изменения состояния делается бесконечно малым в этом случае принято говорить о равновесном, изменении состояния . [c.17]

Такой метод выбора системы и среды может быть проиллюстрирован на примере спиральной пружины, помещенной в коробку. Пусть один конец пружины закреплен в стенке коробки, а другой конец соединен с нитью, проходящей через отверстие в коробке и натягиваемой рукой (рис. 4). Перемещение нити наблюдается с помощью стрелки, привязанной к ней, и отсчитывается по линейке с делениями. Вполне естественно рассматривать все, что заключено в коробку, как систему, свойствами которой мы интересуемся, а все снаружи коробки считать внешней средой. Единственной связью между системой и внешней средой является нить. И, действительно, можно считать все термодинамические исследования [c.27]

Необходимо отметить, что в противоположность работе и теплоте, само понятие о которых предполагает взаимодействие между системой и средой, внутренняя энергия не связана со средой, а зависит только от состояния системы, т. е. является функцией ее состояния. При переходе от одного состояния к другому внутренняя энергия изменяется на определенную величину, зависящую только от начального и конечного состояний и, в противоположность работе и теплоте, не зависящую от пути перехода. По этим причинам функцию и можно рассматривать как характеристическую, определяющую энергетическое состояние системы. Таким образом, для конечного процесса из уравнения (1) получаем [c.12]

Интересные результаты были получены при анализе взаимоотношений системы и среды в стационарных состояниях. Поскольку в этом случае параметры состояния не зависят от времени, прирост энтропии должен компенсироваться отрицательным потоком так, что стационарные неравновесные состояния не могут возникнуть в изолированных системах. [c.16]

Теперь перейдем к особенностям биологических систем. Сохранение динамической структуры в них обеспечивается наилучшим образом. Этот результат может быть достигнут, с одной стороны, воспроизводимыми реакциями на любые коды, посылаемые внешней средой, а с другой — полной нечувствительностью ко всем кодам, кроме строго определенных (это, разумеется, тоже воспроизводимый ответ ). В действительности есть еще и третья возможность она заключается в такой реакции на внешний код, которая бы затрагивала сам источник воздействия и изменяла бы его в надлежащем направлении. Иными словами, ответ, типичный для развитой биологической системы, заключается в навязывании ответного кода среде — в изменении среды. Более общей формой ответа будет сочетание изменений в системе и среде, т. е. изменение отношений между средой и системой, подчеркивающее их глубокое единство и неразрывность связей. [c.129]

В качестве первого шага к ясной и четкой формулировке избранного нами подхода к моделированию флуктуаций среды нам необходимо придать количественный характер понятию быстрого внешнего шума. Начнем с поиска характеристик, определяющих временные масштабы системы и среды [3.1]. Напомним, что системы рассматриваемого нами типа удовлетворяют феноменологическим уравнениям типа [c.82]

Любой обмен энергией между отдельной системой и средой должен состоять из перехода теплоты или совершения работы благодаря [c.129]

Существует другой, не формальный принцип, который позволяет из всех функций состояния системы выделить группу физических величин, выполняющих особую роль в качественном и количественном описании процессов обмена энергией между системой и окружающей средой. Прежде всего выделим те физические величины, по значению которых можно судить о наличии взаимодействия между системой и средой. Научный опыт показывает, что каждой форме обмена энергией (каждой степени свободы) в системе соответствует своя, специфическая величина, которая обязательно изменяется при наличии обмена энергией в данной форме и остается постоянной при отсутствии взаимодействия данного рода. Чрезвычайно важным является то, что эти специфические величины не изменяются под воздействием других, чуждых данной величине, формах обмена энергией . [c.15]

Уг)]. Неравновесной системе мысленно сопоставляем равновесную систему, в которой заданное состояние сохраняется благодаря наличию запретов (перегородок) энтропия равновесной системы, на которую наложены запреты, и энтропия рассматриваемой неравновесной системы одинаковы (и, очевидно, меньше равновесной энтропии системы без запретов). Флуктуации, т. е. неравновесному процессу в системе без запретов, можем сопоставить некоторый мысленный равновесный процесс в системе с перегородками, который приведет систему к рассматриваемому конечному состоянию (осуществление этого равновесного процесса возможно лишь при энергетическом контакте между системой и средой, т. е. при снятии условий изоляции системы). Разница между воображаемым равновесным процессом и неравновесным флуктуационным процессом будет состоять в том, что первый связан с совершением работы над системой, тогда как при втором процессе работа не совершается. Работа, совершаемая над системой с перегородками в процессе ее равновесного перехода от начального к конечному состоянию, затрачивается на передвижение перегородок, и, таким образом, на создание неоднородностей в системе. Будем предполагать, что система термически однородна (температура во всех частях системы Т). По существу неоднородности, которые мы будем рассматривать, относятся лишь к распределению вещества. [c.145]

Термодинамические процессы могут протекать либо при постоянном давлении системы (изобарные процессы), либо при постоянном ее объеме (изохорные процессы), либо при постоянной температуре (изотермические процессы), либо в условиях отсутствия теплообмена между системой и средой (адибатические процессы). [c.36]

Описаны высшие формы химических организаций — биологические системы. Все биологические системы являются динамическими и находятся в состоянии постоянного обмена со средой условия их устойчивости нельзя формулировать, пользуясь только законами термодинамики биологическая устойчивость зависит от природы системы, от уровня развития кодовых отношений между составными частями системы и системой и средой. Немного известно нам о том периоде эволюции, когда предбиологический этап сменился биологическим. Поэтому целесообразно описать свойства сравнительно несложных соединений, существование которых на добиологической Земле не вызывает сомнений, и обсудить вопросы о вероятных реакциях, протекавших в атмосфере, гидросфере и литосфере. Некоторые модельные опыты в сопоставлении с данными геохимии пвзволяют сделать правдоподобные заключения об исторических этапах предбиологической эволюции. [c.345]

Таким образом, рассматривая гальваническую цепь как систему , а потенциометрическую с.хему—как часть окружающей среды , получаем систему, которая может обмениваться работой с окружающей средой путем электрического взаимодействия. Кроме того, в общем случае ход электрохимической реакции сопровождается изменением объема системы (которое в данном примере будет очень невелико) и, следовательно, система и среда могут обмениваться работой путем взаимодействия давлений и объемов. Как мы видели раньше (см. стр. 51), изменение свободной энергии Гиббса, когда система взаимодействует обратимо при постоянной температуре и при постоянном давлении с о.кружающей средой, равно так называемой максимальной полезной работе, т. е. всей работе за вычетом работы, связанной с суммарным изменением объема системы. Очевидно, что в данном случае максимальная полезная работа равна электрической работе. Поэтому для величины изменения свободной энергии Гиббса, сопровождающего реакцию, можно написать [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология