Открытые системы это:

Открытые системы
        термодинамические системы (См. Термодинамическая система), которые обмениваются с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом). К наиболее важному типу О. с. относятся химические системы, в которых непрерывно протекают химические реакции, происходит поступление реагирующих веществ извне, а продукты реакций отводятся. Биологические системы, живые организмы можно также рассматривать как открытые химические системы. Такой подход к живым организмам позволяет исследовать процессы их развития и жизнедеятельности на основе законов термодинамики неравновесных процессов (См. Термодинамика неравновесных процессов), физической и химической кинетики.
         Наиболее простыми являются свойства О. с. вблизи состояния термодинамического равновесия. Если отклонение О. с. от термодинамического равновесия мало и её состояние изменяется медленно, то неравновесное состояние можно охарактеризовать теми же параметрами, что и равновесное: температурой, химическими потенциалами компонентов системы и др. (но не с постоянными для всей системы значениями, а с зависящими от координат и времени). Степень неупорядоченности таких О. с., как и систем в равновесном состоянии, характеризуется энтропией (См. Энтропия). Энтропия О. с. в неравновесном (локально-равновесном) состоянии определяется, в силу аддитивности энтропии, как сумма значений энтропии отдельных малых элементов системы, находящихся в локальном равновесии.
         Отклонения термодинамических параметров от их равновесных значений (термодинамические силы) вызывают в системе потоки энергии и вещества (см. Переноса явления). Происходящие процессы переноса приводят к росту энтропии системы. Приращение энтропии системы в единицу времени называют производством энтропии (См. Производство энтропии).
         Согласно второму началу термодинамики (См. Второе начало термодинамики), в замкнутой изолированной системе энтропия, возрастая, стремится к своему равновесному максимальному значению, а производство энтропии — к нулю. В отличие от замкнутой системы, в О. с. возможны стационарные состояния с постоянным производством энтропии, которая должна при этом отводиться от системы. Такое стационарное состояние характеризуется постоянством скоростей химических реакций и переноса реагирующих веществ и энергии. При таком «проточном равновесии» производство энтропии в О. с. минимально (Пригожина теорема). Стационарное неравновесное состояние играет в термодинамике О. с. такую же роль, какую играет термодинамическое равновесие для изолированных систем в термодинамике равновесных процессов. Энтропия О с. в этом состоянии удерживается постоянной, т.к. её производство компенсируется отводом от системы, но это стационарное значение энтропии не соответствует её максимуму, как в изолированной системе.
         Наиболее интересные свойства О. с. выявляются при нелинейных процессах. При таких процессах в О. с. возможно осуществление термодинамически устойчивых неравновесных (в частном случае стационарных) состояний, далёких от состояния термодинамического равновесия и характеризующихся определённой пространственной или временной упорядоченностью (структурой), которую называют диссипативной, т.к. её существование требует непрерывного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Нелинейные процессы в О. с. и возможность образований структур исследуются на основе уравнений кинетики химической (См. Кинетика химическая); баланса скоростей химических реакций в системе со скоростями подачи реагирующих веществ и отвода продуктов реакции. Накопление в О. с. активных продуктов реакций или теплоты может привести к автоколебательному (самоподдерживающемуся) режиму реакций. Для этого необходимо, чтобы в системе реализовалась положительная Обратная связь: ускорение реакций под воздействием либо её продукта (химический автокатализ), либо теплоты, выделяющейся при реакции. Подобно тому, как в колебательном контуре с положительной обратной связью возникают устойчивые саморегулирующиеся незатухающие колебания (автоколебания), в химической О. с. с положительной обратной связью возникают незатухающие саморегулирующиеся химические реакции. Автокаталитические реакции могут привести к неустойчивости химических процессов в однородной среде и к появлению у О. с. стационарных состояний с упорядоченным пространственным неоднородным распределением концентраций (диссипативных структур с упорядоченностью на макроскопическом уровне). Характер структур определяется конкретным типом химических реакций. В О. с. возможны также концентрационные волны сложного нелинейного характера.
         Теория О. с. важна для понимания физико-химических процессов, лежащих в основе жизни, т.к. живой организм представляет собой устойчивую саморегулирующуюся О. с., обладающую высокой организацией как на молекулярном, так и на макроскопическом уровне. Подход к живым системам как к О. с., в которых протекают нелинейные химические реакции, открывает новые возможности для исследования процессов молекулярной самоорганизации на ранних этапах возникновения жизни.
         Теория О. с. является частным случаем общей теории систем, к которым относятся, например, рассматриваемые в кибернетике системы переработки информации, транспортные узлы, системы энергоснабжения и др. Подобные системы, хотя и не являются термодинамическими, но описываются системой уравнений баланса, в общем случае нелинейных, аналогичных рассматриваемым для физико-химических и биологических О. с. Для всех систем существуют общие проблемы регулирования и оптимального функционирования.
         Лит.: Шредингер Э., Что такое жизнь? С точки зрения физика, пер. с англ., 2 изд., М., 1972; Гроот С., Мазур П., Неравновесная термодинамика, пер. с англ., М., 1964; Франк-Каменецкий Д. А., Диффузия и теплопередача в химической кинетике, 2 изд., М., 1967; Гленсдорф П., Пригожин И., Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций, пер. с англ., М., 1973; Панченков Г. М., Лебедев В. П., Химическая кинетика и катализ, М., 1961; Пасынский А. Г., Биофизическая химия, М., 1963; Волькенштейн М. В., Биология и физика, «Успехи физических наук», 1973, т. 109, в. 3; Пригожин И., Николис Ж., Биологический порядок, структура и неустойчивости, там же; Эйген М., Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул, пер. с англ., М., 1973.
         Д. Н. Зубарев.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Открытые системы" в других словарях:

  • ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ — термодинамические системы, к рые обмениваются с окружающей средой в вом, а также энергией и импульсом. К наиболее важному типу О. с. относятся хим. системы, в к рых непрерывно протекают хим. реакции (извне поступают реагирующие в ва, а продукты… …   Физическая энциклопедия

  • ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ — ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ, системы, которые могут обмениваться с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом). К открытым системам относятся, например, химическая и биологическая системы (в том числе живые организмы), в которых непрерывно… …   Современная энциклопедия

  • ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ — системы, которые могут обмениваться с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом). К открытым системам относятся, напр., химическая и биологическая системы (в т. ч. живые организмы), в которых непрерывно протекают химические… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Открытые системы — ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ, системы, которые могут обмениваться с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом). К открытым системам  относятся, например, химическая и биологическая системы (в том числе живые организмы), в которых непрерывно… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • открытые системы — 1. Независимые от изготовителей информационные системы. 2. Системные компоненты, которые применяют стандартные промышленные интерфейсы, разрешающие соединения с другими системами, применяющими те же самые стандарты (возможность взаимодействия).… …   Справочник технического переводчика

  • открытые системы — – системы, обменивающиеся с окружающей средой массой и энергией. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] …   Химические термины

  • открытые системы — системы, которые могут обмениваться с окружающей средой веществом (а также энергией и импульсом). К открытым системам относятся, например, химические и биологические системы (в том числе живые организмы), в которых непрерывно протекают химические …   Энциклопедический словарь

  • ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ — системы, к рые могут обмениваться с окружающей средой в вом (а также энергией и импульсом). К О. с. относятся, напр., хим. и биол. системы (в т.ч. живые организмы), в к рых непрерывно протекают хим. реакции за счёт поступающих извне в в, а… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Открытые системы — системы, способные к свободному обмену веществом с окружающей средой, к которым могут быть отнесены физические (термодинамические), химические, биологические системы, в том числе живые организмы, в которых наблюдается метаболизм. Состояния систем …   Начала современного естествознания

  • ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ — системы, находящиеся в состоянии обмена с окружающей средой …   Словарь ботанических терминов

Книги

  • Открытые системы. СУБД № 03/2015, Открытые системы. В номере: Real-Time Enterprise – основа для «мудрого» предприятия Наиболее успешным и, скорее всего, единственно возможным направлением развития крупных предприятий в ближайшее время… Подробнее  Купить за 560 руб электронная книга
  • Открытые системы. СУБД № 01/2014, Открытые системы. В номере: Все в одном: микропроцессор Kaveri Для получения преимуществ на современном рынке микропроцессоров производители значительное внимание уделяют универсальности своих… Подробнее  Купить за 330 руб электронная книга
  • Открытые системы. СУБД № 02/2014, Открытые системы. В номере: Киберфизические системы на старте Правительства развитых стран включили киберфизические системы в приоритетный список инноваций, считая их критически важными для защиты… Подробнее  Купить за 330 руб электронная книга
Другие книги по запросу «Открытые системы» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»