ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ


ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ
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 реакций отводятся). Биол. системы, живые организмы можно также рассматривать как открытые хим. системы. Такой подход к живым организмам позволяет исследовать процессы их развития и жизнедеятельности на основе законов термодинамики неравновесных процессов, физ. и хим. кинетики.
Св-ва О. с. описываются наиб. просто вблизи состояния термодинамич. равновесия. Если отклонение О. с. от термодинамич. равновесия мало, то неравновесное состояние можно охарактеризовать теми же параметрами, что и равновесное: темп-рой, хим. 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 системы в равновесном состоянии, характеризуется энтропией. Энтропия О. с. в неравновесном (локально-неравновесном) состоянии определяется, в силу аддитивности энтропии, как сумма значений энтропии отдельных малых элементов системы, находящихся в локальном равновесии (см. ЛОКАЛЬНОЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ).
Отклонения термодинамич. параметров от их равновесных значений (т е р м о д и н а м и ч е с к и е с и л ы) вызывают в системе потоки энергии и в-ва (см. ПЕРЕНОСА ЯВЛЕНИЯ). Процессы переноса приводят к росту энтропии системы (производству энтропии).
Согласно второму началу термодинамики, в замкнутой изолированной системе энтропия, возрастая, стремится к своему равновесному макс. значению, а производство энтропии — к нулю. В отличие от замкнутой системы в О. с. возможны стационарные состояния с пост. энтропией при пост. производстве энтропии, к-рая должна при этом отводиться от системы. Стационарное состояние характеризуется постоянством скоростей хим. реакций и переноса реагирующих в-в 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 термодинамич. равновесие для изолированных систем в термодинамике равновесных процессов. Энтропия О. с. в этом состоянии хотя и удерживается постоянной (производство энтропии компенсируется её отводом), но это стационарное значение энтропии не соответствует её максимуму (в отличие от замкнутой изолированной системы).
Наиболее интересные св-ва О. с. выявляются при нелинейных процессах, когда в О. с. возможно осуществление термодинамически устойчивых неравновесных (в частном случае стационарных) состояний, далёких от состояния термодинамич. равновесия и характеризующихся определённой пространственной или временной упорядоченностью (структурой), к-рую наз. д и с с и п а т и в н о й, т. к. её существование требует непрерывного обмена в-вом и энергией с окружающей средой. Нелинейные процессы в О. с. и возможность образования структур исследуются на основе ур-ний хим. кинетики: баланса скоростей хим. реакций в системе со скоростями подачи реагирующих в-в и отвода продуктов реакций. 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 реакции под воздействием либо её продукта (хим. автокатализ), либо теплоты, выделяющейся при реакции. Подобно тому как в колебат. контуре с положит. обратной связью возникают устойчивые саморегулирующиеся незатухающие колебания (автоколебания), в хим. О. с. с положительной обратной связью возникают незатухающие саморегулирующиеся хим. реакции. Автокаталитич. реакции могут привести к неустойчивости хим. процессов в однородной среде и к появлению у О. с. стационарных состояний с упорядоченным в пр-ве неоднородным распределением концентраций. В О. с. возможны также концентрационные волны сложного нелинейного хар-ра. Теория О. с. представляет особый интерес для понимания физико-хим. процессов, лежащих в основе жизни, т. к. живой организм— это устойчивая саморегулирующая О. с., обладающая высокой организацией как на молекулярном, так и на макроскопич. уровне. Подход к живым системам, как к О. с., в к-рых протекают нелинейные хим. реакции, создаёт новые возможности для исследования процессов мол. самоорганизации на ранних этапах появления жизни.
Теория О. с.— одно из направлений общей теории систем, к к-рым относятся, напр., рассматриваемые в кибернетике системы переработки информации, транспортные узлы, системы энергоснабжения и др. Подобные системы хотя и не явл. термодинамическими, но описываются системой ур-ний баланса, в общем случае нелинейных и сходных с аналогичными ур-ниями для физико-хим. и биол. О. с. Для всех подобных систем существуют общие проблемы регулирования и оптим. функционирования.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ" в других словарях:

  • 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

  • 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… …   Большая советская энциклопедия

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 будет… Подробнее  Купить за 560 руб электронная книга
  • Открытые системы. СУБД № 04/2016, Открытые системы. В номере: Ускорители инноваций: «большая семерка» ОС, версия 2017 Журнал «Открытые системы. СУБД» традиционно завершает год обзором технологий, которые «сделают»год грядущий. Именно… 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 изделий,… 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»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.