89661

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ

Доклад

Биология и генетика

Стационарным называют такое состояние открытой системы, при котором основные макроскопические параметры системы остаются постоянными. Необходимы различные стационарные состояния от равновесного состояния.

Русский

2015-05-13

52.46 KB

1 чел.

СТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ

Стационарным называют такое состояние открытой системы, при котором основные макроскопические параметры системы остаются постоянными. Необходимы различные стационарные состояния от равновесного состояния.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ СТАЦИОНАРНОГО И РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ

Равновесное

Стационарное

1. и работоспособность системы минимальные.

1. и работоспособность системы постоянны, но не минимальны.

2. Энтропия в системе максимальна.

  1.  Энтропия в системе постоянна, за счет  равенства продукции и потока энтропии.

   

3. Отсутствие градиентов в системе.

3. Наличие постоянных градиентов в системе.

В состоянии равновесия в системе прекращаются все процессы, кроме теплового движения молекул, при этом выравниваются все градиенты.

В стационарном состоянии идут химические реакции, диффузия, перенос ионов и другие процессы, но они так стабилизированы, что состояние системы в целом не изменяется. В стационарном состоянии существуют градиенты между отдельными частями системы, но они сохраняют постоянные значения. Это возможно только при условии, что система из окружающей среды получает вещество и , а отдает продукты реакции и выделяющееся тепло. Термодинамическим условием стационарного состояния является равенство между продукцией энтропии, произведенной организмом, и потоком энтропии, то есть:

, тогда полное изменение энтропии равно 0 .

Термодинамика открытых систем позволяет вскрыть еще одну причину целесообразности стационарного состояния для биологической системы, которая сформулирована в теореме Пригожина:

«В стационарном состоянии продукция энтропии имеет постоянное и минимальное из всех возможных значений, то есть»:

 

Теорема Пригожина показывает, что в стационарном состоянии диссипация происходит с меньшей скоростью, чем в любых других состояниях, стало быть, в стационарном состоянии системы расходуется наиболее экономно и поэтому требуется минимальная компенсация ее затрат, то есть, КПД системы в стационарном состоянии максимален.

Необходимо отметить, что теорема Пригожина справедлива только для таких состояний, которые мало отличаются от стационарных. В этом случае, скорости всех процессов выражаются линейными уравнениями (уравнения 1 порядка).

Теорема Пригожина дает термодинамические критерии эволюции линейным системам, которые формулируются следующим образом:

«Открытая линейная система, если она не находится в стационарном состоянии, будет изменяться до тех пор, пока скорость продукции энтропии в ней не приобретет минимальное значение из всех возможных, то есть, пока величина диссипативная функции не примет минимальное значение.»

Таким образом, второе начало термодинамики для живых организмов можно представить в следующем виде:

I. ,

II.  

III.

 

I, II, III - второе начало термодинамики для живых организмов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70736. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ И СИСТЕМ 154.5 KB
  Устройство отображения описывается структурой данных типа HDC которая называется контекстом отображения. В этой структуре хранятся различные характеристики устройства отображения контекст устройства и набор инструментов для рисования выбранных в контекст по умолчанию.
70737. ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ Z-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 1.22 MB
  Современные дискретные системы обработки сигналов широко используются в аппаратуре связи, медицине (томография и ультразвуковое обследование), экономике (анализе и прогнозирование состояния отраслей экономики)...