кеңістігінде қайсыбір траекгориялар өте орнықгы бола
бастайды. Осы траекториялардын, нүктелері арқылы ертелі-
кеш
баскд
"бөлшектердің"
баскд
орнықты
емес
траекториялары өте бастайды {эргодикалык, кцсиет).
Тербелістердін, нәтижесінде мұндай орнықты траекториялар
баскд "бөлшектердщ" траекторияларын өзіне тартатын секілді.
"Тарту" алқабын әуегейлі аттрактор" деп атайды (лат. attracti
— тартушы, жинақтаушы) [6].
Мұндай
алкдптар
болуы
системаның
өзін-өзі
уйымдастыруыньщ барлық жағдайларына тән. Олардың дамуы
барысында әр уақытта системаның өзінше ұмтылатын күйлер-
аттракторлар пайда болады.
Пайда
болған
ағынның
кұйі
—
'турбуленттілікгің
динамикалық хаосы" — тек сырттай хоасты, оның ламинарлық
ағыннан әддекдйда күрделі ішкі реттілігі болады.
Орнықсыздықгы
кетіруде
ағынның
энтропиясының
төмендеуі байкдлады. Молекулалардың хаосты жылдамдық
қозғалысымен байланысты ламинарлық ағыстағы энергияның
бөлігі
қүйьіндық,
пулъсациялық
қозғалыстың
(енді
макроскопиялық)
өзін-өзі
үйымдастыратын
энергиясына
түрленеді. Ағынньщ энергиясы еңді жоғарғы сапалы бола
бастайды.
Э н ер тян ы ң
диссипадиясы
алғашқы
кезде
орталанған ағыстан немесе басқа сыртқы тепе-теңсіздік
көздерінен ірі пульсацияларға үздіксіз берілетін энергиямен
компен са цияланады. Турбуленттіліктің даму барысында бұл
энергия ірі пульсациялардан кішілеріне, ақырында, тіпті
диссипациясыз беріле бастайды.
Турбуленттіліктердің
математикалық
теориясының
дамығаны соншалықгы, енді өртүрлі
гидрод ин амикалық
ағыстардьщ турбуленттік режимінің дамуын есептеп шығаруға
болады.
2.1.4. Тейлор қүиындары
Тейлор құйындары-біреуінің айналысының нәтюкесінде
пайда болатын екі коаксиальды цилиндрлер арасындағы ағыс
ушін гид родин амикалық ағынның өзін-өзі ұйымдастыруының
(өзкдуымдығының) тағы бір мысалы.
Егер айналыс жыдд а мд ы ғы н және осыған сай агыс
жылдамдығын
ұлғайтқанда,
олардың
мәндері
сынақ
жылдамдығына жеткеннен соң өздігінен орнықгы құйындар
76
пайда болады (дәлірек айтсақ, бұл есеггге Тейлордьщ сьшақ
саны Рейнольдс санына ұқсас).
Бұл есеп аналитика жолымен толық шешілген. Есептің
шешімі
кеңістікті-периодты
құйьшдардьщ
орнықты
конфигурадиясын
береді.
Олардың
саны
мен
өлшемі
эксперимент мәліметтерімен дәлелденген.
Мұндай құйындар циклондық камераларда-ауа ағындарын
тангенциальды
түрде
ендірумен
пайдаланылатын
жылу
энергетикалық қондырғыларьшда пайда болады. Осыған ұқсас
құйындар жер атмосферасьщца да кездеседі.
2.1.5. Белоусов-Жаботинский реакциясы
Күкірт және малок қьппқылдарын, церий сульфаты мен
кадмий бромидын феррон-индикатор араластырып ерітінді
дайындасақ, онда ерітінді бірден қызыл түске боялады (церий-
3 артықтығьшан). Бірақ бүл түс сол мезетте көк түске өзгереді
(церий-4-тің артыкдығынан), содан соң жаңадан қайталанады.
Осындай түсті жолақгардың периодты өзгеруі олардьщ пайда
болуы периодының дәл сақгалуымен бақыланады. Период
шамасы
әртүрлі
болуы
мүмкін және
компоненттердің
концентрациясымен аньгқталады. Бүл реакция “химиялық
сағат” деген атқа ие бодды.
Бүл күбылысты 1951 ж. Б.П .Белоусов лимон қьппқылымен
қьпігқылдану реакция сын бақылағанда ашқан болатын. Бірақ
зерттеушіге сенімсіздік білдіріп оның алған нәтижелерін
баспадан шығаруға рүқсат етілмеді. 1964 жылдан бастап
мұндай реакциаларды зерттеуге биофизик А.М. Жаботинский
және басқа да
зертгеушілер кірісті. Ақырында, осындай
автолқыңды процестерді табудаты біріккен зерттеулері үшін
оларға 1980 ж. Лениндік сыйлық берілді.
Бастапкы заттар болтан жағдайда және диссипативті
қүрылымдар пайда болып тұрғанда ерітінділердегі түсті
фигуралар сақгалынады.
И.Пригожиннің
Брюссельдегі
тобы
бұл
реакцияның
моделін баскдша жасап, оны брюсселятор деп атады. Процесті
есептеу тербелмелі режимді береді, тендеулері автотербелісті
системалардьщ тендеулерімен сәйкес. Ерітіндегі байкдлатын
кеңістікті — уақытты диссипативті қүрылымдар өздігінен
қозатын
толқьшдармен
анықталады.
Ерітіндіде
концентрацияның
толқындары, реакцияньщ алдында, өз
77
еркімен бифуркация нүктесі арқылы өткенде пайда болады
(молекулалар реакцияға қатысуы да кдтыспауы да мүмкін).
Ортаның ұсақ біртексіздігі немесе реакция компоненттері
концентрацияларының флуктуациялары толқындар көзі болып
табылады; олар бифуркуция нүктелеріне дейін ішкі инерция
күшімен сөндірілген болатьш. Ортаның ұсақ біртексіздігін
ерітіндіге
орналастыра
отырып
толқындарды
басқаруға
болады; әртүрлі пішінді толқындарды — жазық, иілген,
сфералық, спиральдіқ - қоздьіруға болады (2.3, 2.4-суреттер).
Процестің соңьшда (шамамен жарты сағатган соң) тепе-тендік
орьш алады: "энтропияның артык, мол болуынан химиялық
организм өледі" (А.И. Осипов, Москва, ММУ [9]).
Энзимдердің (ферментгердің) белсенділік тербелістерінің
тірі
организмдердегі
метаболизм
жағдайында
(заттар
алмасуында) периоды шамамен 1 минуткд жуық және бүл
тербелістер өмірдің өзін қамтамасыз ететін осы процестің
үйы мдасты рылуы ы анықгайды. Осылармен сәйкес әртүрлі
2.3-сурет.
Терең
емес
юоветадағы
химиялык
белсенділіктің
спиральдары.
Толқындар
"бетпе-бет"
соқтығысқанда
2.4-сурет.
Белоусов-
Ж аботинский
реакциясыңдағы
спиральдық толқындар
олардың екеуі де жоғалады
2.1.6. Тірі организмдер клеткаларындағы
энзимдердің белсенділік тербелістері
78
Достарыңызбен бөлісу: |
