Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
Презентация была опубликована 12 лет назад пользователемwww.elch.chem.msu.ru
1 Лекция 4 Кинетика нелинейных процессов Воробьев А.Х. 2012
2 Неравновесная термодинамика X i, J i равновесная термодинамика: неравновесная термодинамика s(x,y,z) Линейное приближение: Соотношение Онзагера Химическая реакция : - производство энтропии переход к химической кинетике
3 Нетривиальное поведение химических систем 1. Критические явления (бифуркации) 2. Мультистабильность 3. Колебания 4. Пространственные структуры 5. Динамический хаос
4 Качественный анализ Линейный анализ устойчивости узел фокус седло
5 Пример - энантиоселективность R, S – энантиомеры реакция + рацемическая смесь энантиомерный избыток:
6 Реакция Соаи ee o, %C/C0ee exp, % 5E E
7 Схема Франка
8 Замкнутые фазовые траектории Пример Пуанкаре
9 Брюсселятор
10 Реактор идеального смешения безразмерная концентрация: безразмерная температура: w, A 0 w, A,Prod A,T T0T0
11 Число стационарных состояний Бифуркация Хопфа
12 Размерность аттракторов Квазипериодическая кинетика, размерность аттрактора 2 Периодическая кинетика, размерность аттрактора 1
13 Динамический хаос Апериодическая кинетика, фрактальная размерность аттрактора
14 Структуры Тьюринга хлорит иодид малоновая кислота Реакция Белоусова-Жаботинского В обращенных эмульсиях Задача реакция-диффузия
15 Динамические структуры: циркуляция в атмосфере и в океане (метеорология) тектоника земной коры, породообразование (геология) биосфера, возникновение жизни живой организм (физиологические ритмы, дифференциация тканей)
16 ЖИЗНЬ и ее возникновение с точки зрения физической химии
17 Энергетика планеты Биосфера представляет собой реактор, находящийся в потоке энергии
18 Энергия солнечного облучения Земли кДж за год Доля энергии, запасаемой растениями по отношению к падающей на них - 1% Масса биологических материалов на Земле -(1.8 – 2.4) т сух.в. Их энергосодержание ~ кДж Масса (нефть+уголь+газ) ~ т Масса кислорода в атмосфере т Некоторые данные
19 Вывод: Биосфера и все живые существа используют лишь малую часть протекающей через реактор энергии жизнь
20 Биосфера – реактор в потоке вещества
21 Атмосфера планет Состав Солнца: водород – 90%, гелий – 9%, тяж. эл.- 1%. Атмосфера Юпитера: водород, гелий (99%), метан, аммиак, этан, вода ПРОШЛОЕ ЗЕМЛИ: Атмосфера Титана (спутник Сатурна): азот – 85%, аргон (6-12%), метан (3-6%), СO 2, этан, пропан, этилен, HCN, (более 12 органических компонентов, до С7); Предполагают озера из тяжелой органики. БУДУЩЕЕ ЗЕМЛИ: Атмосфера Венеры: СO 2 (97%), N 2 (3%), H 2 O (0.05%), CO, SO 2, HCl, HF, O 2, Ar, Ne, He (< 0.1%)
22 Восстановительная среда на ранней Земле. Значительный запас органических веществ. Причина изменений – истечение водорода Эволюция химических условий небиологическая фотохимия – второй источник неравновесности биосферы
23 Кинетика: Система реакторов Стратосферный реактор Приземный реактор Поверхность Химия малых молекул : H, H 2, OH, HO 2, H 2 O, H 2 O 2, N 2, NO, NO 2, NO 3, N 2 O 5, HONO 2, O, O 2, O 3, Cl, ClONO 2, и др. Мезосфера км, K Стратосфера км, K Молекулярная фотохимия, Активен свет 25 нм Газовая фаза, K Фотохимия комплексных соединений, фотоперенос электрона, растворы, сенсибилизаторы. Активен свет 300 < < 600 нм
24 Заключение 1.Неравновесная термодинамика – термодинамическая ветвь 2.Бифуркация – качественное изменение поведения вдали от равновесия 3.Метод - анализ нелинейных кинетических уравнений 4.Диссипативные структуры – во времени и в пространстве
Еще похожие презентации в нашем архиве:
© 2024 MyShared Inc.
All rights reserved.