Читаем Принципы системного моделирования полностью

Р. Клаузиус обосновал также необходимость и всеобщность идеи циклов в описании термодинамических превращений. С помощью этой идеи улавливается одно из базовых проявлений сложных систем - циклический характер протекающих в них процессов. Там, где предполагается разрыв замкнутой цепи, всегда обнаруживается компенсирующее направление процесса. Термодинамика даёт полное отражение указанной компенсации для неживых систем. Этой цели служат первое и второе начала термодинамики, задающие матрицу энергоэнтропийного описания внутрисистемных преобразований. Надо отметить, что подобный способ моделирующего описания был разработан в недрах классической термодинамики, которая имеет предметом равновесные системы. Это - термостатика. Она занята отысканием функциональных определителей для замкнутых систем, таких как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия. Напротив, современная неклассическая термодинамика имеет дело с неравновесными системами. Для последних характерна определённая необратимость, эффект которой невозможно свести к нулю. Методы неклассической термодинамики основаны на использовании неизвестных для классического подхода понятий, таких как "поток энтропии", "скорость возрастания энтропии" и др. Опора на такие понятия дала возможность вывести термодинамические уравнения движения, выявить принципы симметрии, которые обусловливают протекание термодинамических процессов в системе. Тем самым вводился в научную методологию язык обобщенного типологического описания систем.

К термодинамике примыкает молекулярно-кинетическая теория. В ней моделируется поведение газа, замкнутого в некотором объёме. При этом учитывается корпускулярно-молекулярная структура газа, а молекулы рассматриваются как свободно движущиеся в пространстве. Одновременно вводится представление о том, что полная "живая сила" всех молекул (по терминологии Джоуля) обуславливает теплоту газового тела.

В рамках этой теории впервые в науке было использовано уровне-вое понимание системы и была предпринята попытка объяснить макрохарактеристики термодинамической системы с помощью микрохарактеристик. Здесь исходя из механической трактовки движения молекул показывается, что существует функциональная зависимость между давлением газа, его плотностью и суммарной кинетической энергией занимающих его объём молекул. Следствием такой зависимости является, в частности, хорошо известный закон Бойля-Мариотта. Рассматриваемая теория учитывает ряд сложных условий, влияющих на термопараметры системы:

-      способность молекул совершать внутреннее движение;

-      существование средней длины свободного пути молекулы;

-      неравномерность распределения скоростей молекул.

Известно, что на первых этапах своего формирования молекулярно-кинетическая теория базировалась на общих методологических принципах механики. Процессы, протекающие в молекулярных системах, описывались сугубо с механических позиций. Более того, классики термодинамики пытались трактовать само учение о теплоте в качестве одного из разделов механической теории. Ярким проявлением этой тенденции были работы по обоснованию второго начала термодинамики, основанные на предположении о наличии некоторого механизма молекулярного движения и механике сил, действующих между молекулами. По такому пути двигался, например, Л. Больцман. Однако не кто-нибудь, а именно Л. Больцман, осознал невозможность полной аналогии в механическом и молекулярно-кинетическом описаниях системы. В последнем случае неизбежно привлечение понятий, выходящих за рамки механики. В число таких понятий входило, например, определение средней кинетической энергии в течение значительного промежутка времени. Полное осознание данного обстоятельства послужило основанием для характеристики законов кинетической теории как статистических /11/.

Изучение молекулярных систем показало, что из взаимодействий одного какого-либо уровня могут рождаться новые качественные особенности, характерные для больших совокупностей. Так, из хаотического движения молекул возникают закономерности, наблюдаемые в поведении массы газа как целого. При этом мы имеем дело с особым типом формирования состояния системы. Здесь наличие беспорядка на некотором элементном уровне обуславливает равновозможность всех направлений движения молекул в пространстве, а также одинаковую плотность газа в разных частях его замкнутого объёма (показано Р. Клаузиусом). А учёт таких параметров становится отправной точкой для применения новых способов моделирования молекулярной системы. В отношении последней признаётся, что начальные координаты и скорости молекул неизвестны. Тем не менее, можно установить статистические переходы от микропараметров к макропараметрам системы и на этом основании формулировать достаточно строгие выводы о поведении газа в целом.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Сочинения
Сочинения

Иммануил Кант – самый влиятельный философ Европы, создатель грандиозной метафизической системы, основоположник немецкой классической философии.Книга содержит три фундаментальные работы Канта, затрагивающие философскую, эстетическую и нравственную проблематику.В «Критике способности суждения» Кант разрабатывает вопросы, посвященные сущности искусства, исследует темы прекрасного и возвышенного, изучает феномен творческой деятельности.«Критика чистого разума» является основополагающей работой Канта, ставшей поворотным событием в истории философской мысли.Труд «Основы метафизики нравственности» включает исследование, посвященное основным вопросам этики.Знакомство с наследием Канта является общеобязательным для людей, осваивающих гуманитарные, обществоведческие и технические специальности.

Иммануил Кант

Философия / Проза / Классическая проза ХIX века / Русская классическая проза / Прочая справочная литература / Образование и наука / Словари и Энциклопедии
1. Объективная диалектика.
1. Объективная диалектика.

МатериалистическаяДИАЛЕКТИКАв пяти томахПод общей редакцией Ф. В. Константинова, В. Г. МараховаЧлены редколлегии:Ф. Ф. Вяккерев, В. Г. Иванов, М. Я. Корнеев, В. П. Петленко, Н. В. Пилипенко, Д. И. Попов, В. П. Рожин, А. А. Федосеев, Б. А. Чагин, В. В. ШелягОбъективная диалектикатом 1Ответственный редактор тома Ф. Ф. ВяккеревРедакторы введения и первой части В. П. Бранский, В. В. ИльинРедакторы второй части Ф. Ф. Вяккерев, Б. В. АхлибининскийМОСКВА «МЫСЛЬ» 1981РЕДАКЦИИ ФИЛОСОФСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫКнига написана авторским коллективом:предисловие — Ф. В. Константиновым, В. Г. Мараховым; введение: § 1, 3, 5 — В. П. Бранским; § 2 — В. П. Бранским, В. В. Ильиным, А. С. Карминым; § 4 — В. П. Бранским, В. В. Ильиным, А. С. Карминым; § 6 — В. П. Бранским, Г. М. Елфимовым; глава I: § 1 — В. В. Ильиным; § 2 — А. С. Карминым, В. И. Свидерским; глава II — В. П. Бранским; г л а в а III: § 1 — В. В. Ильиным; § 2 — С. Ш. Авалиани, Б. Т. Алексеевым, А. М. Мостепаненко, В. И. Свидерским; глава IV: § 1 — В. В. Ильиным, И. 3. Налетовым; § 2 — В. В. Ильиным; § 3 — В. П. Бранским, В. В. Ильиным; § 4 — В. П. Бранским, В. В. Ильиным, Л. П. Шарыпиным; глава V: § 1 — Б. В. Ахлибининским, Ф. Ф. Вяккеревым; § 2 — А. С. Мамзиным, В. П. Рожиным; § 3 — Э. И. Колчинским; глава VI: § 1, 2, 4 — Б. В. Ахлибининским; § 3 — А. А. Корольковым; глава VII: § 1 — Ф. Ф. Вяккеревым; § 2 — Ф. Ф. Вяккеревым; В. Г. Мараховым; § 3 — Ф. Ф. Вяккеревым, Л. Н. Ляховой, В. А. Кайдаловым; глава VIII: § 1 — Ю. А. Хариным; § 2, 3, 4 — Р. В. Жердевым, А. М. Миклиным.

Александр Аркадьевич Корольков , Арнольд Михайлович Миклин , Виктор Васильевич Ильин , Фёдор Фёдорович Вяккерев , Юрий Андреевич Харин

Философия