SHPORA.net :: PDA

[ Back ]

Самоорганизация - процесс эволюции от беспорядка к порядку. Естественно энтропия

системы, в которой происходит самоорганизация, должна убывать. Однако это ни в

коей мере не противоречит закону возрастания энтропии в замкнутой системе т.е.

второму началу термодинамики. Самоорганизация происходит в системах, состояние

которых в данный момент существенно отлично от состояния статистического

равновесия. Самопроизвольное (спонтанное) отклонение от состояния

статистического равновесия и называется флуктуацией. Наличие флуктуаций

характерно для любой системы, содержащей большое число. В 1900 г. была

опубликована статья Ч. Бенара с фотографией структуры, по виду напоминавшей

пчелиные соты (рис. 16.1). Эта структура образовалась в ртути, налитой в плоский

широкий сосуд, подогреваемый снизу, после того, как перепад температуры между

верхним и нижним слоем жидкости превысил некоторое критическое значение. Весь

слой ртути (то же происходит и с другой вязкой жидкостью, например, растительным

маслом) распадался на одинаковые вертикальные шестигранные призмы с определенным

соотношением между стороной и высотой - ячейки Бенара. В центральной области

призмы жидкость поднимается, а вблизи вертикальных граней - опускается. В

поверхностном слое жидкость растекается от центра к краям, в придонном - от

границ призм к центру. По сравнению с однородным состоянием такие конвективные

ячейки, очевидно, являются более высокоорга-низованной структурой. Примерами

образования структур яв-ляются автоколебания. Звуковые автоколебания возникают в

смычковых и некоторых духовых инструментах, когда равномерное (бесструктурное по

времени) движение смычка или струи воздуха приводят к возникновению

периодической волны (то, что звуки производит живой человек не является

принципиальным, завывания ветра также являются подобными автоколебаниями).

Электрические или электромагнитные автоколебания образуются в генераторах

электрических сигналов, используемых в радио, телевидении, компьютерах, а также

в оптических квантовых генераторах -лазерах. Автоколебания в механических часах,

вообще говоря, самопроизвольно не возникают, однако, при соот-ветствующих

условиях, например, если часы-ходики поместить на ветру, такая автогенерация

становится возможной. Автоколебания возникают и при некоторых химических

процессах. Классическим примером химической реакции этого типа является реакция

Белоусова - Жаботинского, наблюдавшаяся в смеси серной кислоты, малоновой

кислоты, сульфата церия (Се) и бромида калия. уть реакции Белоусова -

Жаботинского состоит в окислении органической (малоновой) кислоты бромидом

калия. При добавле-нии индикатора окислительно-восстанов. реакций (ферроина)

можно наблюдать за ходом реакции по периодич. изм-ю цвета раствора. Внешне

самоорг-ция проявляется появлением в жидкой среде концентрических волн или в

периодическом изменении цвета раствора с синего на красный и наоборот. Этот

колебательный процесс идет без всякого вмешательства извне в точение нескольких

десятков минут и получил название «химических часов».Следует заметить, что

колебания происходят около неустойчивого стационарного состояния вдали от

состояний рав-новесия. (Около устойчивых стационарных состояний такие

периодические колебания невозможны).