Министерство высшего образования рф

Томский Государственный УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Факультет «Прикладная информатика в экономике»

Контрольная работа 3

концепции современного естествознания

Томск – 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Контрольная работа № 3 3

Список использованной литературы 11

Контрольная работа № 3

Вариант 10

Вопрос 1. Чему соответствует состояние равновесия и каким образом оно может быть нарушено?

Ответ. Равновесное состояние – это состояние, в которое приходит термодинамическая система при неизменных внешних условиях. Согласно второму закону термодинамики во всякой изолированной (то есть не испытывающей никаких воздействий со стороны других тел) системе самопроизвольно протекают только такие процессы, которые приводят её в состояние, не изменяющееся в дальнейшем с течением времени. Такое состояние системы называется равновесным. Оно может достигаться в системе и тогда, когда она не является изолированной, но находится в неизменных внешних условиях.

Чтобы вывести систему из равновесия, необходимо либо изменить внешние условия, либо повысить (понизить) внутреннюю энергию системы.

Понятие теплового равновесия значительно сложнее, чем только выравнивание температур благодаря переносу тепла. Поместим воду в пустой сосуд и герметически его закроем. Вода начнёт испаряться, и внутри сосуда возникнет некоторое количество водяного пара. Оно будет увеличиваться до тех пор, пока не установиться тепловое равновесие, после чего останется постоянным. Изменим внешние условия, увеличив температуру. Количество водяного пара и его давление снова начнут расти, пока не установится новое тепловое равновесие, отвечающее повышенной температуре. Таким образом, каждому новому тепловому равновесию будет соответствовать вполне определённая, равновесное давление водяного пара.

Понятие теплового равновесия применимо к фазовым превращениям, к химическим реакциям, к любым явлениям природы в любых системах, подчиняющихся первому и второму законам термодинамики. Термодинамика устанавливает критерии теплового равновесия. В процессе своего развития она приобрела характер фундаментальной физической теории.

Вопрос 2. Что означает термин « синергетика»?

Ответ. Синергетика представляет собой теорию самоорганизации, так как материя способна осуществлять работу против термодинамического равновесия, самоорганизуясь и самоусложняясь. Разработка синергетики началась несколько десятилетий назад, и в настоящее время она развивается по нескольким направлениям: синергетика (Г.Хакен), неравновесная термодинамика (И. Пригожин) и другие. К настоящему времени синергетика превратилась в интегрирующее междисциплинарное направление.

Синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация как в живой, так и в неживой природе. Под самоорганизацией понимают спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации. Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть не любые системы, а только те, которые удовлетворяют по меньшей мере двум условиям:

1) они должны быть открытыми, то есть обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

2) они должны быть неравновесными, то есть находится в состоянии, далёком от термодинамического равновесия.

Такого рода системами являются живая клетка, организм, экологическая система, человеческие коллективы, сложные машины.

В цикле развития таких систем наблюдается две фазы:

1) период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими систему к неустойчивому критическому состоянию;

2) выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние. Переход системы в новое устойчивое состояние неоднозначен. Достигшая критических параметров система в точке бифуркации выбирает случайный путь эволюции. Отсюда следует, что развитие таких систем носит принципиально непредсказуемый характер.