Вход
Регистрация Зарегистрируйтесь, чтобы получить расширенные возможности...

Диссипативная система

Диссипати́вная система (диссипативная структура) — распределенная физическая система, в которых происходит диссипация (рассеивание) энергии и возрастание энтропии. Термин образован от латинского dissipatio — «рассеиваю», «разрушаю». Все реальные среды являются диссипативными средами; важную роль играют неравновесные диссипативные среды, в которых потери энергии компенсируются ее притоком извне через внешние поля и потоки. Диссипативная система представляет собой устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации энергии, которая поступает извне. Диссипативную систему также называют стационарной открытой системой или неравновесной открытой системой.
Если рассматривать диссипативную систему как механическую систему, то у нее полная механическая энергия (сумма кинетической и потенциальной энергий) при движении убывает, переходя в другие формы энергии, например в теплоту. Этот процесс называется процессом диссипации (рассеяния) механической энергии; он происходит вследствие наличия сил сопротивления (трения), которые называются также диссипативными силами. Примеры: твердое тело, движущееся по поверхности другого твердого тела при наличии трения; жидкость или газ, между частицами которых при движении действуют силы вязкости (вязкое трение).
Движение диссипативной системы может быть замедленным (затухающим) и ускоренным. Например, колебания груза, подвешенного к пружине, будут затухать вследствие сопротивления среды и внутреннего (вязкого) сопротивления, возникающего в материале самой пружины при ее деформациях. Движение же груза вдоль шероховатой наклонной плоскости, происходящее, когда скатывающая сила больше силы трения, будет ускоренным. При этом его скорость v, а следовательно, и кинетическая энергия Т = mv2/2, где m — масса груза, возрастают, но это возрастание происходит медленнее, чем убывание потенциальной энергии П = mgh (g — ускорение силы тяжести, h — высота груза). В результате полная механическая энергия груза Т+П все время убывает.
Понятие диссипативной системы употребляют к немеханическим системам в случаях, когда энергия упорядоченного процесса переходит в энергию неупорядоченного процесса, в конечном счете — в тепловую. Так, диссипативной является система контуров, в которой происходят колебания электрического тока, затухающие из-за наличия омического сопротивления; у нее электрическая энергия переходит в джоулево тепло. В земных условиях из-за наличия сил сопротивления все системы, в которых не происходит притока энергии извне, являются диссипативными. Рассматривать их как консервативные, то есть такие, в которых имеет место сохранение механической энергии, можно приближенно, без учета сил сопротивления. Неконсервативная система может не быть диссипативной, если в ней диссипация энергии компенсируется притоком энергии извне.
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика