Система макроскопическая

Ранее мы рассмотрели ряд закономерностей термодинамики и сделали положительное заключение ( 26) о применимости первого закона термодинамики для анализа биологических процессов. Выясним границы применения в биологии второго закона термодинамики, следствий из него и энтропии. Статистический характер и неприменимость второго закона термодинамики к отдельным молекулам и системам из небольшого числа молекул ограничивает область его приложения системами макроскопическими. Самопроизвольные процессы в таких системах представляют собой переход системы из менее вероятного в более вероятное состояние, а необратимость физических процессов объясняется лишь относительно малой вероятностью их обращения, обусловленной молекулярным строением материи. С учетом изложенного естественно возникает вопрос, в какой мере приложима к биологическим процессам обычная трактовка второго закона термодинамики, вопрос о связи энтропии и вероятности состояния в смысле степени его упорядоченности и об определяющей роли энтропии в направлении химических процессов обмена. [c.66]

Состояние системы определяется ее параметрами. Параметры системы могут быть заданы на молекулярном уровне (координаты, количество движения каждой из молекул, очередность обмена молекул положениями в пространстве, энергией и др. — микроскопические параметры) и на уровне описания состояния сразу всей системы макроскопические параметры). Любому макроскопическому состоянию системы отвечает множество различных положений и движений молекул, т. е. множество микроскопических состояний. Макроскопических параметров, в отличие от микроскопических, немного, что очень удобно для их практического применения. [c.169]

Наблюдаемое состояние системы (макроскопическое), характеризующееся определенными термодинамическими параметрами, может существовать при различном положении молекул [c.79]

Наблюдаемое состояние системы (макроскопическое), характеризующееся определенными термодинамическими параметрами, может существовать при различном положении молекул в пространстве и различных величинах энергии каждой конкретной молекулы, т. е. оно реализуется разными микросостояниями. [c.68]

Данное значение энергии — наиболее вероятное для системы при заданных 9, V,N. Если система макроскопическая, то максимум будет очень резким и узким. Так как для макроскопической системы ехр [( — )/9] — очень резко убывающая до нуля, а с (Е) — очень резко возрастающая от нуля функция Е, произведение этих двух [c.79]

Системы бывают гомогенные и гетерогенные. Если система макроскопически однородна, то ее называют гомогенной. Например, любой истинный раствор —. .. система, так как его исследование, даже при использовании микроскопа с самой высокой разрешающей способностью, не позволяет выделить поверхности раздела между составными частями раствора. [c.272]

Гиббсовское уравнение (1.25.1) не учитывает еще одно слагаемое, обусловленное наличием в непрерывных системах макроскопического движения частиц компонентов в виде макроскопических потоков этих частиц (в однородных системах такие потоки отсутствуют — там частицы совершают лишь хаотическое движение). Это слагаемое представляет собой полный дифференциал плотности кинетической энергии системы как совокупности движущихся элементарных (точечных) областей, определяемый равенством [c.74]

При отсутствии изоляции течение скалярных релаксационных процессов в однородной системе нередко осложняется взаимодействием последней с окружающей средой. Дело в том, что перенос обобщенных координат (энтропии, объема, масс компонентов) через границы системы всегда приводит к нарушению в системе макроскопической однородности полей интенсивных свойств, в частности к возникновению в ней градиентов обобщенных потенциалов (температуры, давления, химических потенциалов компонентов), обеспечивающих перенос обобщенных координат из одной ее области в другую. Лишь при условии, что проводимости системы по обобщенным координатам многократно превосходят соответствующие проводимости вентилей, посредством которых осуществляется управление взаимодействием между системой и окружающей средой, неоднородности в системе становятся пренебрежимо малыми, позволяя использовать для описания данной системы математический аппарат, справедливый для однородных систем в строгом понимании. Во всех других случаях однородность системы нарушается. [c.152]

Попутно отметим, что системы, макроскопически (по внешности) кажущиеся однородными, но в поле микроскопа обнаруживающие свою неоднородность, вообще к растворам не относят (например, молоко, кровь). [c.209]

Это значит, что, имея слабо взаимодействующие элементы А, В, С и т. д., можно считать системой совокупности А, В, С..., разделенные подобно атомам инертных газов при сильном их взаимодействии системой следует называть совокупность — А—В—С—, где черточки указывают на сильную связь. Несколько таких сложных систем могут трактоваться или как состоящие из отдельных групп, или как одна связанная система. Трудность заключается в том, что в общем случае ни сила связи, ни природа ее не определяют степени влияния одной части системы на другую. Даже пространственно разделенные части системы (макроскопически разделенные) способны влиять друг на друга множеством различных способов, и степень влияния иногда оказывается столь значительной, что уже невозможно рассматривать кажущиеся независимыми элементы системы как действительно независимые. Энергия связи при этом не находится в соответствии с ролью, которую связь играет в объединении элементов в более сложную структуру., [c.5]

Наконец, в рамках последней, макроскопической модели вообще не учитывается структура системы, а рассматривается лишь баланс всего аппарата. Только время остается как дифференциальная независимая переменная в уравнениях баланса. Зависимые переменные, такие как концентрация и температура, не являются функциями координат рассматриваемой точки внутри аппарата, но представляют общие средние по всему объему системы. Такая модель приемлема до тех пор, пока не требуется детальная информация о внутреннем состоянии системы. Макроскопическая модель и модель с сосредоточенными параметрами — это одно и то же. Макроскопические балансы приведены в табл. 3.4. [c.88]

Термодинамика применима только к макроскопическим системам. Макроскопическая система — это система, состоящая из такого количества частиц (молекул, атомов, ионов), чтобы их поведение в целом можно было описывать законами статистики. Это условие определяет нижнюю границу размера систем, к которым применима термодинамика. С другой стороны, имеется верхняя граница размеров систем термодинамика неприменима к системам бесконечным (Вселенная). [c.11]

Наиболее просто обнаруживается координата состояния, соответствующая обмену энергией в механической форме По смыслу определения понятия механической работы эта форма передачи энергии связана с перемещением точки приложения механической силы. Если имеется в виду передача работы между системой и окружающей средой, то точки приложения силы, совершающей работу, расположены на границе системы, а перемещение точек вызывает деформацию границ системы. Поэтому обмен механической работой между термомеханической системой, представляющей собой газообразное вещество, и окружающей средой обязательно связан с изменением объема системы. Следовательно, механической координатой состояния является объем термодинамической системы. Если система макроскопически однородна, то в качестве координаты состояния используют значение-удельного объема, т. е. объема, приходящегося на единицу массы или на I кмоль вещества. [c.16]

Условие гелеобразования. Одной из основных задач теории разветвленной поликонденсации является расчет гель-точки, т. е. момента появления в системе макроскопических трехмерных структур. Как уже отмечалось, математическим условием точки гелеобразования является обращение в ней в бесконечность коэффициента полидисперсности Кд. Легко показать, что в этой точке становятся бесконечными все статистические моменты РСР полимера, начиная со вторых и выше. В частности, должны обращаться в бесконечность вторые моменты ni/ по числу функциональных групп, которые равны вторым производным функции g (s, X, t) при значениях аргументов s = х = = 1 [c.168]

Данное значение энергии — наиболее вероятное для системы при заданных 0, V, N. Если система макроскопическая, то максимум будет очень резким и узким. Так как для макроскопической системы [c.88]

При исследовании диффузии в системах полимер — растворитель также обнаружена своеобразная форма макроскопического движения [14, 15] перемещение видимого фронта растворителя в глубь полимера. В [15] показано, что это движение также подчиняется (1.18). В гетерогенных системах макроскопическое движение проявляется в виде перемещения фазовых границ. Количественно скорость движения в этом случае может быть оценена по уравнению [c.12]

Этот вывод усугубляется еще и тем, что наши сведения об элементарных реакциях, составляющих химический механизм процесса, весьма недостаточны. В то же время следует иметь в виду, что макроскопический механизм окисления не столь уж сложен и в соответствии со сказанным может быть представлен в виде следующей системы макроскопических стадий [c.10]

Неупорядоченные клубки могут различаться по степени свертывания. Физическая жесткость (или стерические препятствия боковых цепей) определяет предельно возможную степень сжимаемости молекулы. Однако до достижения этого предела степень взаимодействия молекулы с растворителем и степень внутримолекулярных взаимодействий определяют среднюю конфигурацию молекулы и объем занимаемого ею пространства. Гибкие полиэлектролиты, например, характеризуются сильным внутренним взаимодействием, и их конфигурация зависит как от pH, так и от ионной силы. Для очень протяженных молекул концепция гидродинамической сферы становится менее приемлемой, так как гидродинамическое взаимодействие в конечном счете уменьшается настолько, что заметные количества жидкости проходят сквозь область, занимаемую молекулой, как при переносе, так и при вращении. Такой клубок следует рассматривать как частично проницаемый или, в пределе, при пренебрежимо малом гидродинамическом взаимодействии, как свободно проницаемый. Более подробные сведения о конфигурации клубкообразных молекул можно найти в соответствующих руководствах (нанример, [13, 206]). Здесь можно отметить, что молекулы, являющиеся неупорядоченными клубками и принимающие в ответ на приложенную нагрузку вытянутую или изогнутую конфигурацию, находятся в статистически неблагоприятной конфигурации. После удаления нагрузки молекулы вновь принимают статистически наиболее вероятную конфигурацию. Поэтому их можно рассматривать как эластичные. Молекулы, являющиеся неупорядоченными клубками и имеющие большую протяженность, при высоких концентрациях в значительной мере способны к взаимному проникновению. В таких системах макроскопические реологические свойства будут в заметной степени эластическими. Как будет видно в дальнейшем, это обстоятельство имеет определенное значение с точки зрения связи физических свойств природных слизей с формой молекул присутствующих в них гликонротеинов [207]. [c.77]

Таким образом, выбранная модельная система состоит из двух подсистем - единичной природной аминокислотной последовательности и водной среды. Является ли такая двухфазная система макроскопической в термодинамическом, статистическом смысле Чтобы стать объектом равновесной термодинамики, все ее подсистемы должны представлять собой совокупность множеств несвязанных друг с другом частиц. Макро-скопичность белковой подсистемы определяется большим числом образующих молекулу белка атомов (порядка 10 -10 ) и значительным количеством конформационных степеней свободы (10 -10 ), позволяющих полипептидной цепи в принципе принимать множество микроскопических состояний (10", где п - число аминокислотных остатков в цепи). Однако эта подсистема не может быть представлена совокупностью беспорядочно перемещающихся и не взаимодействующих друг с другом атомов. Напротив, все они эффективно связаны между собой посредством валентных и Невалентных взаимодействий. Тот факт, что разные природные амино- [c.93]

При этом даже такой упрощенный (в основном из-за допущения сферической симметрии процессов в ячейке и неучета влияния на тепло- и массообмен обтекания пузырька жидкостью со скоростью л 12 = VI — Уз) учет распределения микропараметров (в данном случае распределения Т совместно с решением системы макроскопических уравнений (1.5.4) существенно усложняет теоретическое исследование. В частности, для одномерных нестационарных течений смесей это приводит к необходимости решения системы уравнений с частными производными от трех независимых переменных ) , х, г). [c.113]