Термодинамика открытых систем

Термодинамика открытых систем [c.19]

В термодинамике открытых систем важной величиной является [c.20]

Уравнения (7)—(9), описывающие энтропийные свойства, можно сопоставить с уравнениями, описывающими энергетические (энтальпийные) свойства [211, форма которых обоснована в рамках молекулярной трактовки термодинамики открытых систем. Энтропийные члены можно исключить, используя классические выражения для свободной энергии объемных фаз и поверхности [c.71]

Термодинамика открытых систем, или неравновесная термодинамика, рассматривает стационарное состояние как наиболее упорядоченное состояние открытой системы, при которой скорость возрастания энтропии минимальна. Жизнь - это постоянная борьба против тенденции к возрастанию энтропии (А. Качальский, исследователь открытых систем). [c.72]

Живую систему в целом мы должны характеризовать только с точки зрения термодинамики открытых систем, но отдельные реакции можем изучать, пользуясь понятиями классической термодинамики. В этом случае из основных термодинамических констант Е - внутренняя энергия, Я - энтальпия, или теплосодержание, 5 - энтропия и 6 - свободная энергия) для биохимической термодинамики важнейшим является понятие изменения стандартной свободной энергии АС°, поскольку при постоянной температуре и постоянном давлении это понятие позволяет [c.73]

Критерием возможности возникновения динамической упорядоченности в диссипативной системе является невыполнение условий устойчивости. Приведем вновь некоторые соотношения термодинамики открытых систем. Функция диссипации равна [c.484]

Еще до построения термодинамики открытых систем Бауэр писал о неравновесных свойствах организмов. Основной закон биологии по Бауэру гласит ...живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянную работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях [4]. Идеи Бауэра остались непонятыми его современниками, как, впрочем, и некоторыми новейшими комментаторами (см., например, [5]). Бауэр приближался к современной биофизике, но сегодня его работы сохранили главным образом исторический интерес. Существенно то, что Бауэр доказывал возможность атомно-молекулярного истолкования жизни ...неравновесное состояние живой материи и, следовательно, ее постоянно сохраняющаяся работоспособность обусловливаются... молекулярной структурой живой материи, а источником работы, производимой живыми системами, служит в конечном счете свободная энергия, свойственная этой молекулярной структуре, этому состоянию молекул [4]. [c.14]

Термодинамика открытых систем охватывает пока лишь область небольших отклонений от термодинамического равновесия. В пределах этой области термодинамика устанавливает обобщенные системы линейных соотношений между [c.145]

Термодинамика открытых систем имеет большое значение в биологической энергетике, так как эти системы относительно ближе по своим свойствам к живым организмам, чем за- [c.147]

Термодинамическое исследование биологических процессов имеет большое значение для их понимания, но оно не позволяет вскрыть качественное своеобразие процессов жизнедеятельности, так как термодинамические параметры в организме действуют в условиях, определяемых влиянием более высоких биологических закономерностей. Наибольшее значение имеет термодинамика открытых систем, так как последние ближе к живым организмам, чем закрытые системы. [c.68]

Основное значение в термодинамике имеют закрытые системы, поскольку только в закрытых (и изолированных) системах достигается состояние полного термодинамического равновесия. Примером закрытой системы является герметически замкнутый реакционный сосуд с теплопроводящими стенками или цилиндр с хорошо притертым поршнем, в котором содержится определенное количество вещества. Примером изолированной системы является герметически замкнутый реакционный сосуд с теплоизолированными стенками. Идеально изолированная система является научной абстракцией, к которой в большей или меньшей степени приближаются реальные тела, взаимодействие которых с другими телами может считаться пренебрежимо малым. Примером открытой системы является реакционная система, из которой непрерывно отводятся продукты реакции и подводятся исходные вещества. Открытой системой является, например, кусок гниющего дерева или ржавеющего железа. Все живые существа являются открытыми системами. Термодинамика открытых систем стала разрабатываться лишь в недавнее время, главным образом в связи с применением термодинамики в биологии. [c.18]

НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ [c.313]

С точки зрения термодинамики открытых систем неравновесные структуры в живых и других системах, находящихся в стационарном состоянии и поддерживающихся постоянной потерей свободной энергии (диссипацией энергии), называются диссипативными структурами . Диссипация энергии, как мы видели, — основная черта систем, находящихся в динамическом состоянии. При этом неизбежно происходит увеличение энтропии. Диссипативные структуры особенно подробно рассмотрены Пригожином [1472—1474]. С помощью анализа можно выяснить общие свойства таких систем и, исходя из этих свойств, показать, что некоторые типы систем существовать не могут. И все же результаты анализа, как всегда бывает в термодинамике, явно допускают многие разные молекулярные или надмолекулярные меха- низмы и потому не могут ограничить или предсказать их. [c.23]

Термодинамика открытых систем. Текущее равновесие [c.24]

Как отмечалось в литературе [8, 9], вывод этой формулы Гиббсом весьма противоречив. Одна из возможных причин этого состоит в том, что Гиббс пользовался представлениями разработанной им термодинамики открытых систем, тогда как рассматриваемый случай относится к закрытым или частично закрытым системам. В результате формула (8) Г иббса не нашла практического применения и возникла необходимость переформулирования теории гиббсовской упругости пленок [9, 10 11 стр. 254 12—14]. Точная формула для модуля гиббсовской упругости л-компонентной пленки имеет вид [8, 14] [c.18]

Неравновесная термодинамика рассматривает процессы, при которых систе.ма проходит через неравновесные состояния. К чи J y постулатов неравновесной термодинамики, называе.мой линейной, относятся соотношения Онсагера, характеризующие линейную связь между потоком и термодинамической силой в системе. Линейная неравновесная термодинамика рассматривает процессы, которые близки к равновесным. Таких процессов много, но еще больше неравновесных процессов происходит в открытых систе.мах, далеких от равновесия. Дальнейшее развитие нелинейной неравновесной термодинамики открытых систем связано с именем бельгийца русского происхождения, лауреата Нобелевской премии И.Р. Пригожина. [c.65]

Берталанффи считает биологические явления познаваемыми средствами точной науки. Мнимое противоречие с термодинамикой снимается, если учесть, что организмы — открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой и веществом и энергией. Между тем каноническая термодинамика относится к изолированным системам. Поэтому для физического истолкования биологических явлений необходима термодинамика открытых систем, неравновесная термодинамика. Берталанффи усматривает основу теоретической биологии в теории систем. Система — совокупность объектов, взаимодействующих друг с другом. Свойства системы нельзя представить суммой свойств. образующих систему элементов. Рассмотрение системности позволяет исследовать проблемы целостности, динамического взаимодействия и организации. Для биологии эти проблемы — основные. [c.14]

Основные принципы практического применения теории термодинамики открытых систем для изучения биологических систем, по Тринчеру, заключались в следующем. [c.146]

Эффективность описания процессов в открытых системах с помощью методов термодинамики открытых систем [162а] зависит от того, насколько открытая система близка к термодинамическому равновесию. Если рассматриваемая открытая система близка к термодинамическому равновесию, а значения ее переменных мало отличаются от равновесных, то поведение энтропии определяется теоремой Пригожина [c.38]

Для практически важных задач организменного и более высоких уровней методы термодинамики открытых систем применяются довольно редко. Более распространены методы моделирования, при которых биологический объект представляется в виде нескольких относительно изолированных и взаимодействующих между собой количеств вещества — компартментов. Сейчас мы проанализируем простую открытую систему, состоящую из двух пространственно разделенных отсеков и представляемую в виде двух компартментов, используя для ее описания энтропийные характеристики. Этот пример позволит читателю почувствовать близость таких внешне столь далеко отстоящих друг от друга методов описания биосистем, как компартменталь-ный анализ и методы термодинамики открытых систем. [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология