как развиваются процессы на ранних стадиях эволюции Вселенной

Разработкой теории самоорганизации занимаются несколько научных дисциплин:

•Термодинамика неравновесных (открытых) систем.

•Синергетика – наука о самоорганизации (Г.Хакен).

•Теория катастроф.

Как идет процесс превращения? В каком направлении? Почему тепло переходит от горячего тела к холодному? Почему пирамида Хеопса разрушается, а не восстанавливается?

•Кристаллы - упорядоченные равновесные структуры

Как они самоорганизуются?

Самоорганизаация — процесс упорядочения в системе за счёт внутренних факторов, без внешнего специфического воздействия.

Ксамоорганизации способны закрытые и открытые системы

Особенности создания материалов на основе диссипативных структур

Изолированная система

Направление любого физико-химического процесса определяется характером взаимодействия системы с окружающей средой.

dS/dt ≥ 0

dS - энтропия

•Стремление к увеличению энтропии- самопроизвольность процессов

•... смешение, растворение, взаимная диффузия,

•... смешение и разделение газов,

•... загрязнение и очистка особочистых веществ

•(необратимость процессов)

Закрытая система

•• процессы самопроизвольны, если ∆G = ∆H - T∆S <0,

•т.е.T∆S > ∆H и ∆S > ∆H/T

•При ∆S < 0 возможна консервативная самоорганизация.

•... кристаллизация (полигонизация)

•… спекание, рекристаллизация в поликристаллических системах

•... образование магнитных и ферроэлектрических доменов,

•... мартенситные превращения (упорядочение, сегрегация)

•…нагрев,

•... спинодальный распад, ГТС, СВС

•... полимеризация

•... образование дендримеров

Консервативная самоорганизация (супрамолекулярная химия и фазовые переходы)

происходит в условиях близких к термодинамическому равновесию.

явления упорядочения в системах высокомолекулярных соединений при равновесных условиях, в частности образование ДНК.

•вещества в наносостоянии,

•образование сложной структуры в процессе кристаллизации

Открытая система

(диссипативная система)

... dS/dt << 0, возможная диссипативная самоорганизация

•... Поведение фотонов в лазерах

•... Поведение жидкости в турбулентных системах, ячейки Бенара

•... Волны в плазме

•... Динамика биологических популяций

•... Химические колебательные реакции (Белоусов-Жаботинский)

Диссипативная система (или диссипативная структура),

•от лат. dissipatio — «рассеиваю,

разрушаю») — это открытая система, которая оперирует вдали от термодинамического равновесия. Иными словами, это устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне.

Диссипативная система иногда называется ещё стационарной открытой системой или неравновесной открытой системой.