Задачи:

1. Исследование динамики перехода молекулярной системы из упорядоченного состояния в неупорядоченное (хаотическое).

2. Исследовать характер зависимости частоты столкновения молекул от их числа в системе (от 25 до 105 молекул).

3. Найти закон распределения частоты столкновения молекул в зависимости от их числа в системе.

4. Найти закон распределения частоты столкновения молекул в зависимости от температуры.

5. Найти обобщенный закон, связывающий между собой частоту столкновения молекул от количества молекул и температуры.

6. Получение базисного выражения, используемого в методе проведения ускоренных испытаний ЛП на стабильность при определении допустимых сроков их хранения.

II. Материалы и методы

Методом, использованным в данной работе, является метод проведения ускоренных испытаний лекарственных препаратов на стабильность (МУИПС). Данный метод позволяют получить информацию об изменении свойств препарата с течением времени под влиянием внешних факторов. Для этого используется специальная виртуальная молекулярно-динамическая установка (ВМУ), созданная в МГУ им. Ломоносова доктором биологических наук Ю.М. Петренко и его аспирантом С.А.Кузиным. Установка позволяет моделировать процессы в молекулярной системе, варьируя начальные условия эксперимента (радиус, массу, число и скорость молекул, объем системы). Верхние пределы значений определяются производительностью компьютера. Установка позволяет снимать виртуальные значения среднеквадратичной скорости молекул, средней частоты столкновений, средней длины пробега молекул, температуры и давления в системе. Также возможно построение гистограмм распределения молекул по скоростям.

Задания работы выполнялись по следующему принципу: на первом этапе работы исполнители, работая независимо друг от друга, выполняли одинаковые серии экспериментов. Затем полученные данные обобщались, и после анализа их совокупности выводились обобщенные законы. Таким образом, конечный результат зависел от правильности выполнения работы каждым исполнителем и, вместе с тем, от корректности обмена информацией, результативности взаимодействия исполнителей друг с другом.

III.Результаты Задание 1.

• Исследовать динамику перехода молекулярной системы из упорядоченного состояния в неупорядоченное (хаотическое, равновесное).

Молекулярная система - это пространственная область заполненная молекулами, взаимодействующими между собой по законам зависящим от времени и пространственных координат.

Критериями оценки хаотичности являются:

1. Равномерное распределение молекул в заданном объеме

2. Равновероятное распределение направлений скоростей молекул

3. Молекулы должны быть распределены по абсолютным значениям скоростей неравномерно в соответствии с распределением Максвелла.

За каждым исполнителем было закреплено определённое количество молекул (от 25 до 105). Далее каждый исполнитель проводил своё исследование и получал набор данных. Значения исследуемых параметров регистрировались после достижения системой хаотичного состояния (с соблюдением трех критериев). Эксперименты повторялись 5 раз.

Рис.1 Начальное состояние, полностью упорядоченные молекулы.

Рис. 2 Промежуточное состояние.

Р

градусы

скорость

Рис.3. Гистограмма распределения скоростей молекул в переходном состоянии (красной линией обозначен график функции распределения Максвелла).

Рис. 4 Конечное состояние, максимально приближенное к хаотическому.

Р

Р

скорость

градусы

Рис.5. Гистограмма распределения скоростей молекул в равновесном состоянии (красной линией обозначен график функции распределения Максвелла).