Дисертация
  • формат doc
  • размер 1007,67 КБ
  • добавлен 02 января 2017 г.
Быстрай Г.П. Термодинамика неравновесных процессов в открытых нелинейных системах с детерминированным хаосом
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук: 02.00.04 – Физическая химия. — Уральский государственный университет им. А.М. Горького. — Екатеринбург, 2009. — 65 с.
Цель работы — построение последовательного формализованного аппарата локально-неравновесной термодинамики физико-химических систем, находящихся вдали от равновесия на основе принципа локального неравновесия для нахождения строгих условий возникновения в них детерминированного хаоса (гомо- и гетерофазных флуктуаций).
Научная новизна
Для открытых физико-химических систем сформулирован и развит принцип локального неравновесия в открытых системах в условиях энергетических потерь. При моделировании устойчивости равновесных и стационарных состояний в химической термодинамике впервые обоснован и использован прямой метод Ляпунова.
Впервые сформулированы основные положения термодинамики открытых нелинейных физико-химических систем, имеющих несколько стационарных состояний. Для анализа устойчивости этих состояний сформулирована и доказана теорема, являющаяся аналогом теоремы Пригожина, справедливая только для линейных систем.
Впервые для физико-химических систем предложена теоретическая динамическая модель гетерофазных флуктуаций, которую не может дать статистическая теория. Установлено, что такие системы должны быть локально неравновесными (ЛНС).
Впервые предложена концепция введения энтропии Колмогорова в термодинамический анализ неравновесных физико-химических процессов, характеризующая скорость забывания системой (локальным объемом) начальных условий. Подход позволяет впервые установить связь между необратимостью по времени неравновесных физико-химических процессов и энтропией Колмогорова.
Разработан для физико-химических систем вариант термодинамики хаотических процессов (ТХП).
Показана общность разработанного подхода на примере решения задач возникновения гомо- и гетерофазных флуктуаций в межфазных слоях (система жидкость-пар, межфазные слои с химическими реакциями), в системах химической гидродинамики, биофизических системах типа саркомер-раствор, проводимость ионных каналов. Получены результаты практической реализации разработанного подхода к задачам физхимии межфазных флуктуирующих слоев. Впервые теоретически доказано явление критической опалесценции, обнаруженное в экспериментах при приближении к критической точке.
Модели развитой турбулентности для растворов, как сильно вязких жидкостей со временем релаксации напряжений.
Термодинамические локальные модели для физико-химических локально равновесных и локально неравновесных систем с диффузией и теплопроводностью с применением энтропии, свободной энергии, скоростей их изменения и их вторых производных.
За счет полного описания химических реакций в системе саркомер–раствор, к которому добавляют АТФ, и соответствующих кинетических уравнений впервые получено самовозбуждение саркомеров в растворах с АТФ, позволяющее сбрасывать в раствор за счет мелкомасштабных пульсаций механическую энергию.