Теорема Пригожина. Теорема Пригожина
 Скачать 16.03 Kb.
|
|
Теорема Пригожина — теорема термодинамики неравновесных процессов. Теорему сформулировал и некорректно доказал лорд Рэлей, и справедливее было бы именовать её теоремой Рэлея-Пригожина. Согласно этой теореме, стационарному состоянию линейной неравновесной системы соответствует минимальное производство энтропии. Термодинамическая энтропия {\displaystyle S}, часто именуемая просто энтропией, — физическая величина, используемая для описания термодинамической системы. Если таких препятствий нет, то производство энтропии достигает своего абсолютного минимума — нуля. Теорема доказана И. Р. Пригожиным в 1947 году из соотношений Онзагера. Теорема Пригожина справедлива, если кинетические коэффициенты в соотношениях Онзагера постоянны (не зависят от движущих сил и потоков); для реальных систем она справедлива лишь приближённо, поэтому минимальность производства энтропии для стационарного состояния не является столь общим принципом, как максимальность энтропии для равновесного состояния. Формулировка теоремы Пригожина: В стационарном состоянии производство энтропии внутри термодинамической системы при неизменных внешних параметрах является минимальным и постоянным. Если система не находится в стационарном состоянии, то оно будет изменяться до тех пор, пока скорость производства энтропии, или, иначе, диссипативная функция системы не примет наименьшего значения. Таким образом, согласно теореме Пригожина стационарное состояние характеризуется минимальным рассеянием энергии. Условия стационарного процесса оказываются эквивалентными условиям минимума прироста энтропии. Это утверждение справедливо только для тех открытых систем, в которых выполняются линейные соотношения между величинами скоростей и движущих сил процессов. Кроме того, открытые системы должны находиться в частично-равновесном состоянии, при котором процессы их обмена с окружающей средой протекают равновесным образом. В соответствии с теоремой Пригожина для поддержания стационарного состояния тратится некоторое количество энергии, причем в каждом случае самое минимальное. Организм стремится работать на самом выгодном энергетическом режиме. При этом энтропия возрастает с минимальной скоростью. Принцип минимума прироста энтропии представляет собой количественный критерий для определения общего направления самопроизвольных изменений в открытой системе, т. е. количественный критерий эволюции открытых систем. На основе изменения величин прироста энтропии можно предсказать переход системы в конечное стационарное состояние, если эти процессы протекают вблизи равновесия. Теорема Пригожина приложима к живым организмам лишь в качестве первого приближения, ибо она предполагает постоянство кинетических параметров, которое в организме в полной мере не выдерживается, особенно в начальный период его развития. Стационарное состояние живого организма характеризуется высокой динамичностью: в организме протекают такие процессы, которые нарушают стационарное состояние тех или иных систем (повышение концентрации гдюкозы в крови при диабете, повышение температуры тела при воспалительных процессах). Если эти изменения не превышают определенных пределов, то стационарное состояние может восстановиться, т. е. небольшие отклонения от стационарного состояния не ведут к необратимым изменениям. Принцип аутостабилизации биологических систем имеет прямое отношение к теореме Пригожина, т. к. стремление энтропии в стационарном состоянии к минимальной величине приводит к тому, что при отклонениях от стационарного уровня в системе наступают такие изменения, которые стремятся вернуть ее к минимуму производства энтропии. Принцип является следствием закона сохранения энергии, лежит в основе регулирования по типу обратных связей и поддержания гомеостаза в организме. Он может применяться к любым физическим и химическим процессам. Таким образом, можно сделать вывод, что теорема Пригожина направлена на минимальное рассеяние энергии в стационарное состояние. Еще что то дописать….. Используемая литература: Теорема Пригожина — Википедия (wikipedia.org) ТЕОРЕМА ПРИГОЖИНА - Биофизика (bstudy.net) |