Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гленсдроф П. -> "Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктруций" -> 2

Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктруций - Гленсдроф П.

Гленсдроф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктруций — М.: Мир, 1973. — 280 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamicheskayateoriyastrukturi1973.djvu
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 99 >> Следующая


Исследования П. Гленсдорфа и И. Пригожина позволяют по-новому взглянуть на вопрос о соотношении между вторым законом термодинамики и биологическим эволюционным законом, которые при поверхностном рассмотрении кажутся взаимоисключающими. Теория деградации, каковой является классическая термодинамика, не может описать феномен жизни. Для этого нужна новая термодинамическая теория, содержащая возможность создания структуры в неравновесных условиях. Поэтому молекулярная теория эволюции М. Эйгена основывается именно на идеях нелинейной термодинамики П. Гленсдорфа и И. Пригожина.

Книге предпослано очень обстоятельное введение, которое может служить прекрасным путеводителем в процессе чтения. Это делает излишним повторный комментарий в предисловии. Хотелось бы только заметить, что главы достаточно неоднородны по содержанию. Наряду с образцами строгости (гл. 5—7, 9—13) или разделами, посвященными устоявшимся вопросам линейной термодинамики необратимых процессов, читатель найдет немало других (гл. 14—16), носящих, скорее, характер эскиза будущей теории. Это относится в первую очередь к разделу о возбудимых мембранах и о пространственной диссипативной структуре в диффузионно-химических системах.

Книга П. Гленсдорфа и И. Пригожина, опубликованная уже на французском и английских языках, встречена в научном мире с очень большим интересом. Можно с уверенностью рекомендовать эту увлекательную книгу и советскому читателю. Разнообразие обсуждаемых примеров, глубина высказанных авторами идей и оригинальность математического аппарата делают ее интересной не только для специалистов — физиков, химиков, биологов, но и для широкого круга читателей, которые хотели бы понять, что такое жизнь с точки зрения термодинамики,

Ю. Чизмаджев ВВЕДЕНИЕ

Известно, что для полного описания механической системы необходимо знать координаты и импульсы ее молекул или их волновые функции. Однако применение такого описания к системам, представляющим интерес в химической физике, гидродинамике или биологии, связано с большими практическими и принципиальными трудностями; даже если бы мы могли использовать достаточно мощную вычислительную машину для изучения динамики, скажем, IO23 молекул, знание их координат и скоростей не представляло бы никакого интереса, так как мы никогда не смогли бы воспроизвести эксперимент с тем же самым начальным состоянием.

Важность термодинамических и гидродинамических методов как раз и заключается в том, что они дают нам «упрощенное описание» или «упрощенный язык», для описания макроскопических систем. Во многих случаях, представляющих интерес, такого упрощенного описания оказывается вполне достаточно. Например, для определения изменения температуры в некотором куске металла достаточно решить уравнение Фурье с соответствующими начальными и граничными условиями. Так как температура в каждой точке — результат усреднения по большому числу ^молекул, согласие между результатом решения уравнения Фурье и экспериментом означает, что более детальное описание в терминах механических величин излишне. Анализ взаимосвязи между механическим и макроскопическим описанием не является целью данной книги. Такой анализ может быть проведен только с помощью статистической механики системы многих частиц. Мы же будем иметь дело исключительно с макроскопическими методами.

Как далеко можно продвинуться, используя эти методы? Какой класс явлений может быть исследован с их помощью? Вот некоторые из рассматриваемых в книге проблем.

Хорошо известно, что, после того как был сформулирован второй закон, классическая термодинамика по существу занимается изучением равновесных состояний [168]. За последние 20 лет наблюдалось бурное развитие термодинамики необратимых процессов, благодаря которой стало возможным приложение макроскопических методов к неравновесным системам (краткую историю вопроса можно найти в работе [141]). Однако все эти методы 8

ВВЕДЕНИЕ

фактически ограничивались областью явлений, близких к равновесным, для которой термодинамические силы (такие, как градиент температуры, химическое сродство и т. д.) и термодинамические потоки (такие, как поток тепла, скорости химических реакций и т. д.) связаны линейными соотношениями.

Как соотношения взаимности Онзагера [132], так и теорема о минимуме производства энтропии*) (entropy production) [140] относятся именно к линейной неравновесной термодинамике. В настоящее время этот раздел термодинамики необратимых процессов является классическим и подробно освещается во многих монографиях (наиболее полно в книге де Гроота и Мазура [36]).

Есть ли необходимость двигаться дальше? Приведем несколько примеров, показывающих, что распространение термодинамики в нелинейную область действительно представляет интерес. Рассмотрим сначала случай химических реакций. Хорошо известно, что если скорость реакции настолько мала, что максвелловское равновесное распределение каждого компонента практически не нарушается, то допустимо макроскопическое описание в терминах средних концентраций (более подробно см., например, работу [152]); получаемые при этом соотношения между скоростями реакций и их сродством, вообще говоря, нелинейны.
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 99 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed