Пригожина теория

Общая теория процессов самоорганизации в открытых сильнонеравновесных системах развивается в нелинейной термодинамике на основе установленного Гленсдорфом и Пригожиным универсального критерия эволюции. Этот критерий является обобщением принципа минимальной скорости производства энтропии на нелинейные процессы. Ниже рассмотрен смысл этого критерия для систем как однородных, так и имеющих пространственную неоднородность. [c.354]

В теории Пригожина параметры приведения даются уравнением (62). Приведенные величины выражаются следующими уравнениями [c.403]

Понятие об энтропии и введение новой функции в термодинамику было осуществлено на основе формулировок 2-го закона термодинамики и теорем Карно и Клаузиуса. Следует указать, что в равновесно протекающих процессах невозможно отделить самопроизвольные (спонтанные) процессы от несамопроизвольных. В то же время формулировка 2-го закона термодинамики предполагает отделение этих процессов один от другого. В настоящее время для разрещения этого противоречия развивается термодинамика необратимых процессов (И. Р. Пригожин). Классическая термодинамика изучает на основе 2-го закона термодинамики только равновесные процессы и системы. [c.83]

В заключение важно отметить, что в подходах к проблеме химической эволюции у И. Р. Пригожина и А. П. Руденко есть много общего. Общим является отрицание актуалистических теорий и противопоставление им эмпирически обоснованных теорий, решающих вопрос о возникновении порядка из хаоса, о саморазвитии открытых химических систем. Общим является также привлечение в качестве отправного пункта неравновесной термодинамики, статистических, кинетических и информационных принципов, или методов, исследования. Различие же состоит главным образом в разных самоорганизующихся объектах и разных целях исследования. У Пригожина такими объектами являются макросистемы, а основная цель исследования — доказательство принципиальной возможности самоорганизации. Концепция Пригожина не описывает химическую эволюцию с естественным отбором. Руденко, напротив, исследует самоорганизацию микросистем, преследуя цель реконструкции всего хода химической эволюции через естественный отбор вплоть до выяснения механизма ее тупиковых форм и биогенеза. В этом смысле можно сказать, что теория Руденко предметнее отражает проблемы эволюционной химии как самостоятельной концептуальной системы. Эта теория может уже сегодня решать практические задачи освоения каталитического опыта живой природы и управления химическими процессами, относящимися к нестационарной технологии. Перед учением Пригожина такого рода задач сегодня поставить нельзя. Однако если говорить [c.216]

Ведущая роль в фазовых переходах в нефтяных системах принадлежит энтропийным факторам. В последнее время в научной литературе даже начинает появляться термин энтропийный фазовый переход [9]. В общем смысле процессы можно рассматривать в рамках теории И. Пригожина диссипативных самоорганизующихся структур, [c.177]

Выбор в качестве функции Ляпунова 6 5, а не какой-либо другой квадратичной формы, находит свое оправдание в ее физическом значении в терминах флуктуаций в теории Эйнштейна [1]. Для учета конвективных процессов в сплошной среде Гленсдорф и Пригожин ввели новую функцию Ляпунова [c.304]

Исследования П. Гленсдорфа и И. Пригожина позволяют по-новому взглянуть на вопрос о соотношении между вторым законом термодинамики и биологическим эволюционным законом, которые при поверхностном рассмотрении кажутся взаимоисключающими. Теория деградации, каковой является классическая термодинамика, не может описать феномен жизни. Для этого нужна новая термодинамическая теория, содержащая возможность создания структуры в неравновесных условиях. Поэтому молекулярная теория эволюции М. Эйгена основывается именно на идеях нелинейной термодинамики П. Гленсдорфа и И. Пригожина. [c.6]

За последние два десятилетия естествознание сумело приблизиться к пониманию явлений спонтанного возникновения высокоупорядоченных структур во многих самых разнообразных физических, химических и биологических открытых системах. Было осознано существенное различие в природе равновесных и неравновесных процессов, выработан новый взгляд на случайность и необходимость, разработаны теория диссипативных самоорганизующихся структур и теория бифуркаций - необратимых флуктуаций, играющих конструктивную роль в возникновении порядка из хаоса. Это стало возможно благодаря созданной главным образом трудами И. Пригожина и его школы нелинейной неравновесной термодинамики. Открывшиеся новой наукой перспективы необычайно широки и многообещающи. Ее общие положения о процессах самоорганизации в открытых диссипативных системах, классических и квантовых, биологических и неорганических, легли в основу исследований во многих областях естествознания и гуманитарных наук. Становление нелинейной неравновесной термодинамики привело к качественным изменениям таких фундаментальных понятий в физике, как время и динамика. [c.88]

На основе теории Гленсдорфа—Пригожина проводится чисто термодинамический анализ устойчивости заряженных межфазных поверхностей жидкость — жидкость. В рассмотрении явно возникают члены, приводящие к неустойчивости, обусловленные экспериментально наблюдаемой неустойчивостью [c.301]

Последние десять лет отмечены необычным подъемом в изучении нелинейных неравновесных явлений. Пригожин был первым, давшим термодинамическое описание для совершенно новых ситуаций, которые наблюдаются в сильно неравновесных условиях. Он ввел понятие диссипативных структур , т. е. нового упорядочения среды, поддерживаемого внешними потоками, которое возникает за порогом устойчивости. В 1971 г. Гленсдорф и Пригожин опубликовали свою знаменитую монографию [1 ], посвященную термодинамической теории в рамках исключительно макроскопического описания неравновесных непрерывных систем, в которой они начали изложение от равновесного состояния и в которую включены нелинейные случаи и неустойчивость. Эта монография содержит термодинамический критерий возникновения диссипативных структур, которыми мы здесь и займемся. [c.301]

Гленсдорф и Пригожин распространили термодинамическую теорию устойчивости на случай неравновесных условий. Они предположили, что для систем, далеких от фазовых переходов, выполняются неравенства (5)—(8) во всей области состояний, где возможно макроскопическое описание и где справедлива основная гипотеза локального равновесия. Далее они представили отрицательную величину 6 5 как функцию Ляпунова. Если вблизи неравновесного состояния, соответствующего приведенным выше условиям, возникают макроскопические возмущения основных переменных, они дают вклад в отрицательную величину 6 5. Условие устойчивости системы по Ляпунову означает, что временное изменение этой величины должно быть положительно, так что условие устойчивости для неравновесных систем имеет вид [c.304]

Согласно теории диссипативных систем и теории бифуркаций Пригожина, возникновение упорядоченной структуры из беспорядка означает неожиданное и резкое отклонение поведения системы от соответствующей термодинамической ветви, скачкообразное изменение свойств, получившее название "бифуркация". Возникновение бифуркаций связано с флуктуациями - беспорядочным, чисто случайным явлением, которое проявляется в определенных условиях и вызвано специфическими молекулярными свойствами микроскопических составляющих, т.е. тем, что по определению не учитывается равновесной термодинамикой и линейной неравновесной термодинамикой. В равновесных системах флуктуации симметричны, обратимы, случайны и образуют сплошной фон. Их эволюция может быть ограниченной и кратковременной, а поэтому они, как правило, не влияют на свойства системы. Известным исключением является флуктуация плотности, определяющая броуновское движение коллоидной частицы и классическое релеевское рассеяние света гомогенной средой. Общий характер равновесных процессов, в которых отсутствуют бифуркации, не зависит от особенностей внутреннего строения и взаимодействий микроскопических частиц. Именно благодаря этому обстоятельству равновесная термодинамика обладает единым теоретическим базисом - универсальной теорией, не учитывающей внутренних свойств элементарных составляющих и, следовательно, справедливой для всех процессов такого рода, и поэтому может строиться как наука исключительно на аксиоматической основе. [c.92]

В теории Пригожина учитываются только внешние свойства и поэтому жидкость с цеп11ыми молекулами рассматривается как ансамбль квазисвободных сегментов, взаимодействующих между собой только за счет вандсрваальсовых сил. Однако между таким а11са.мблем и ансамблем свободных сферических молекул имеется различие Существование химических связей между сегментами влияет па их поведение следующим образом [c.401]

Если же условия Онзагера не выполняются, теорему (IX.88) в общем виде доказать нельзя. Однако согласно Глансдорфу и Пригожину (1954) можно вывести неравенство, включающее изменения во времени лишь силовых факторов, но не потоков. Именно [c.326]

Разрешение обоих этих противоречий Пригожин видит в переходе всей науки на новый уровень развития, более высокий, чем тот неклассический (или послеклассический) уровень, который характеризовался господством теории осносительности и квантовой механики. [c.213]

Важные результаты получены в линейной теории при исследовании стационарных состояний. Под стаодо-нарным состоянием в Т.н.п. понимается такое состояние системы, к-рое не меняется во времени, но при к-ром, однако, наблюдаются макроскопич. потоки. Условия возникновения стационарных состояний различны для прерывных и непрерывных систем. Для первых возможно задание и поддержание постоянными внеш. сил, для вторых-лишь задание не зависящих от времени граничных условий. Установлено (И. Пригожин, 1947), что стационарные состояния в прерывных системах при данных внеш. силах, препятствующих достижению равновесного состояния, характеризуются минимумом локального произ-ва энтропии ст (теорема Пригожина). В случае непрерывных систем стационарному состоянию отвечает минимум глобального произ-ва энтро1ши Р (принцип миним. произ-ва энтропии) [c.538]

В настоящее время линейная феноменологическая Т. н. п. является законченной теорией, имеющей очень широкое практич. применение. Процессы диффузии, вязкого течения, теплопередачи должны учитьшаться при проектировании и анализе режимов работы хим. реакторов и др. аппаратов произ-ва. В хим. термодинамике гетерог. систем с помощью ур-ний линейной Т. н. п. рассчитывают перенос в-ва, заряда, тепла через межфазные границы и переходные слои, в электрохимии-перенос электрич. заряда при разл. условиях (см. Растворы электролитов). Соотношения Т.н.п. для прерывных систем применяются также при описании мем-братых процессов разделения, в т.ч. протекающих с участием биол. мембран. В создание линейной Т.н.п. большой вклад внесли Р. Клаузиус, Т. Де Донде, Онсагер, Пригожин, Дьярмати и др. [c.539]

Теория эффекта кривизны получила дальнейшее развитие и объяснение благодаря гидростатическим исследованиям межфазных поверхностей, проведенных Баффом [4—6], и анализу межфазных поверхностей методом неравновесной термодинамики Дефэй, Пригожиным и др. [7, 8]. Несколько полуколиче-ственных исследований эффекта кривизны [9—15] подтвердили эти теории и обеспечили оценку его величины. Однако к настоящему моменту для измерения эффекта кривизны было сделано всего лишь восемь попыток [16—23] при использовании только четырех различных экспериментальных методик. Как выяснилось, из этих восьми исследований только методика многокомпонентной нуклеации жидкость—жидкость Нильсена с соавт. [21, 22] является достаточно точной для определения эффектов кривизны. [c.246]

Обратимся теперь к развитой И. Пригожиным нелинейной неравновесной термодинамике, важнейшими составными элементами которой являются, как отмечалось, теория диссипативных систем и теория бифуркаций [43]. К непременным условиям возникновения упорядоченной структуры в диссипативной системе следует отнести, во-первых, наличие обмена с окружающей средой веществом и/или энергией во-вторых, состояние системы должно находиться далеко от положения равновесия, где наблюдается нелинейность термодинамических уравнений движения, нарушение соотношения взаимности Онсагера и принципов локального равновесия и минимума производства энтропии Пригожина в-третьих, отклонение системы от равновесного состояния не может быть представлено путем непрерывной деформации последнего и, следовательно, отнесено к одной термодинамической ветви. Это условие будет соблюдаться в том случае, если малые изменения на входе вызывают большие отклонения на выходе или, иными словами, когда значения градиентов соответствующих термодинамических параметров (температуры, давления, концентрации) превышают критические величины. И, наконец, в-четвертых, организация упорядоченной макроскопической структуры должна быть результатом как случайного, так и детерминистического кооперативного (согласованного, синэргетического) движения микроскопических частиц. [c.91]

Как мы увидим дальше, динамический порядок, возникновение динамических структур и их упорядоченное поведение во времени возможны лишь вдали от равновесия. Линейная неравновесная термодинамика, кратко изложенная в этой главе, справедлива лишь вблизи равновесия. Ее основные положения выражаются соотношениями (9.51) и (9.80). Первое описывает сопряжение различных кинетических процессов вследствие отличия недиагональных коэффициентов Ьц 1 ]) от нуля, второе есть математическое выражение теоремы Пригожина о минимуме производства энтропии в стационарном состоянии. Несомненно, что в биологической открыто11 системе реализуются сопряженные процессы. Поэтому общая феноменологическая теория Онзагера — Пригожина позволяет объяснить важные биологические явления. Вопрос о применимости теоремы Пригожина к биологическим системам более сложен. Как мы видели, продукция энтропии а минимальна лишь в тех стационарных состояниях биологических систем, которые близки к равновесию. Эти системы описываются линейными соотношениями (9.51). Но в физике линейная зависимость реакций системы от воздействия, вызвавшего эту реакцию, есть всегда лишь первое приближение, справедливое для малых воздействий. В нашем случае малость означает малое удаление от равновесия. Для рассмотрения биологических систем и их динамической упорядоченности необходимо выйти за пределы линейной термодинамики. [c.327]

Стационарное состояние неустойчиво в случае автокатали-тической реакции. Показано, что такие нестабильности лежат в основе роста и эволюции. Пригожин и его сотрудники установили, что сочетание автокаталитических реакций и процессов транспорта может привести в условиях, далеких от равновесия, к образованию упорядоченных диссипативных структур, определяемых диссипацией энергии, а не консервативными молекулярными силами [21, 26]. Эйген построил на этой основе молекулярную теорию самоорганизации биополимеров, их естественного отбора и эволюции [13]. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология