Скорость продуцирования энтропии вблизи стационарного состояния системы. Теорема Пригожина.

Состояние системы, при котором ее параметры не изменяются в течении длительного времени, но происходит обмен веществом и энергией с окружающей средой, называют стационарным.

Состояние системы называется стационарным, если величина энтропии не изменяется во времени: dS = 0 (diS = - deS).

• Энтропия системы в стационарном состоянии - стабильная, но не максимальная.

• Градиенты и потоки сохраняются в системе.

Теорема Пригожина*

«В стационарном состоянии при фиксированных внешних параметрах скорость продукции энтропии в системе постоянна во времени и минимальна по величине» dS = min

*Пригожин Илья Романович (25 января 1917 г. – 28 мая 2003 г.)

Нобелевская премия по химии, 1977 г. («за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур»).

Общие свойства систем вблизи от термодинамического равновесия. Общие свойства систем вдали от термодинамического равновесия.

ВБЛИЗИ:

1. Интенсивные переменные в разных точках системы различаются не резко;

2. ТД силы и скорости процессов невелики, следовательно:

3. Скорости линейно зависят от движущих сил (поток зависит от градиента). Выполняется соотношение Онзагера;

4. Скорость продуцирования энтропии пропорциональна произведению скоростей процессов на движущие силы;

5. Все стационарные состояния являются устойчивыми;

6. Флуктуации, приводящие к отклонению от аттракторов, затухают.

7. Вблизи ТД равновесия невозможна временная и пространственная упорядоченность.

ВДАЛИ:

1. Интенсивные переменные в разных точках системы резко отличаются, поэтому движущие силы и скорости процессов достаточно велики.

2. Скорости процессов не являются линейными функциями движущих сил, соотношение Онзагера не выполняется.

3. Скорость продуцирования энтропии не пропорциональна произведению скоростей процессов на движущие силы. По изменениям диссипативной функции нельзя однозначно судить о приближении системы к СС. Теорема Пригожина не выполняется.

4. Вдали от ТД равновесия возможны неустойчивые СС.

5. Большую роль в работе системы играют флуктуации.

6. Эволюция системы может приводить к возникновению упорядоченных структур = самоорганизация. (Через диссипативные структуры).

*Флуктуации – это случайные отклонения переменных от их стационарных значений.
Если СС устойчиво, то Ф. не могут вывести систему из этого СС. Если СС неустойчиво, то Ф. приводят к значительным отклонениям системы от СС до перехода этой системы в новое СС. Ф. играют большую роль во временной эволюции системы, особенно вблизи точек бифуркации.