Министерство образования Российской Федерации

Томский государственный Университет Систем Управления и

Радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра автоматизированных систем управления (АСУ)

ОТЧЕТ

По контрольной работе №3

по дисциплине «Концепции современного естествознания»

вариант 900

Выполнил:

Студент

200

1) Как ведут себя макросистемы в дали от равновесия? Поясните принцип локального равновесия.

На основе термодинамики необратимых процессов проводятся исследования открытых систем:в них энтропия может возникать и переноситься. С молекулярно-кинетической точки зрения в изолированных системах положению равновесия отвечает состояние максимального хаоса.

На пути сложной системы к равновесию, которое характеризуется максимумом энтропии, могут возникнуть обстоятельства, не позволяющие его достичь. В качестве таковых выступают граничные условия, которые могут быть постоянными или менятся. Если они постоянны, например поддерживают определенную разность температур на границах, то переменные состояния стремятся асимптотически к независимым от времени величинам, достигая квазистационарного или стационарного состояния.

Основным признаком неравновесности системы является выполнение одного из неравенств:

Уже при записи этих неравенств мы предположили, что у неравновесной системы существуют области с определенными значениями температуры и химического потенциала, то есть находящиеся в состоянии термодинамического равновесия.

При обобщении классической термодинамики на неравновесные процессы исходят из представления о локальном равновесии. Время релаксации всякой системы растет с увеличением её размеров, следовательно отдельные малые макроскопические части системы приходят в состояние термодинамического равновесия значительно раньше, чем устанавливается равновесие всей системы. Если обозначить размер системы как L, размер подсистемы l, а объем одной молекулы , то систему можно рассматривать в приближении локального равновесия при выполнении условий:

то есть размер пространственной неоднородности параметров должен быть меньше, чем размер подсистемы. Вторым дополнительным условием является:

В соответствии со сказанным выше систему в неравновесном состоянии удобно рассматривать на уровне удельных величин, зависящих от координат точки наблюдения. В дополнение к использованным ранее , и введем обозначение для локальных концентраций частиц различных сортов:

Во введенных обозначениях основное уравнение термодинамики примет вид:

Полезно отметить на будущее связь удельных величин на одну частицу с соответствующими величинами единицы объема, например, для энтропии:

Важной при рассмотрении неравновесных процессов является величина: скорость возникновения энтропии в единице объема - :

Величины называют термодинамическими потоками, а сопряженные им величины -- термодинамическими силами

2) Каково соотношение случайного и закономерного в концепции развития? Как процессы самоорганизации проявляются в эволюции планет?

По мнению астронома Фрейда Хойла, мысль о возникновении живого в результате случайных взаимодействий "столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке нового "Боинга – 747". В проблеме соотношения динамических и статистических закономерностей отражено в количественной форме соотношение необходимого и случайного, которое пронизывает все необходимые связи в природе. Хакен, после изучения "случайности", рассмотрел "необходимости" и получил детерминированные уравнения движения. Случайное событие вызывает неустойчивость.