Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте za4eti.ru

Химия Химия

Колебательные химические реакции - как пример самоорганизации в неживой природе

Карабин, 6x60 мм.
Размеры: 6x60 мм. Материал: металл. Упаковка: блистер.
44 руб
Раздел: Карабины для ошейников и поводков
Браслет светоотражающий, самофиксирующийся, желтый.
Изготовлены из влагостойкого и грязестойкого материала, сохраняющего свои свойства в любых погодных условиях. Легкость крепления позволяет
66 руб
Раздел: Прочее
Совок №5.
Длина совка: 22 см. Цвет в ассортименте, без возможности выбора.
18 руб
Раздел: Совки

МПС РФ СГУПС Кафедра «Химия» Колебательные химические реакции – как пример самоорганизации в неживой природе. Выполнил: Студент гр. ТД-111 Петрянин А. В., Проверил: К.х.н., доцент Паули И.А. Новосибирск 2004 Содержание:1. .32. Литературный обзор 2.1 Колебательные химические реакции – начало развития неравновесной термодинамики.4 2.2 Синергетика – теория самоорганизации.4-6 2.3 Из истории изучения колебательных реакций.6-7 2.4 Изучение механизма колебательных реакций.7-93. Экспериментальная 5. Приложение. Рецепты некоторых колебательных .10-116. Список 1. Введение. В современном естествознании утвердился принцип глобального эволюционизма, согласно которому материя, Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития: «Все существующие есть результат эволюции». Идея эволюции, впервые прозвучавшая в XIX в. в учении Ч. Дарвина «О происхождении видов», постепенно проникла и заняла прочные позиции в космологии, физики, геологии, химии. В 70-х г. XX в. появилось новое научное направление – синергетика – теория самоорганизации, претендующая на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация, как в живой, так и в неживой природе. По определению основоположника этого направления в науке немецкого физика Германа Хакена, «самоорганизация – спонтанное образование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже хаоса». Следует отметить, что в классической науке (XIX в.) господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию, что в энергетическом смысле означало неупорядоченность, т.е. хаос. Такой взгляд на вещи сформировался под воздействием образцовой физической дисциплины – равновесной термодинамики. Дальнейшее развитие науки доказало, что материи присуща не только разрушительная, но и созидательная тенденция. Она способна самоорганизовываться и самоусложняться. Примерами таких процессов является эволюция Вселенной от элементарных частиц до сегодняшнего состояния, формирование живого организма, механизм действия лазера, рост кристаллов, рыночная экономика и т. д. Одним из наиболее впечатляющих примеров возникновения самоорганизации являются колебательные химические реакции, открытие которых принадлежит Борису Петровичу Белоусову. В 1951г. Б.П. Белоусов изучал окисление лимонной кислоты при её реакции с бромноватокислым натрием в растворе серной кислоты. Для усилений реакции он добавил в раствор соли церия. Церий – металл с переменной валентностью (3 или 4 ), поэтому он может быть катализатором окислительно- восстановительных превращений. Реакция сопровождается выделением пузырьков СО2, и поэтому кажется, что вся реакционная смесь «кипит». И вот на фоне этого кипения Б. П. Белоусов заметил удивительную вещь: цвет раствора периодически изменялся – становился то жёлтым, то бесцветным. Белоусов добавил в раствор комплекс фенантролина с двувалентным железом (ферроин), и цвет раствора стал периодически изменяться от лилово-красного к синему и обратно. Так была открыта реакция, ставшая знаменитой – сейчас она известна во всём мире, её называют «реакция Белоусова-Жаботинского».

А. М. Жаботинский много сделал для понимания этого удивительного феномена. С тех пор отрыто большое число аналогичных реакций. В учебниках по физической химии давно уже введены специальные разделы, посвящённые химическим периодическим реакциям и их механизмам. 2 Литературный обзор. 2.1 Колебательные химические реакции – начало развития неравновесной термодинамики. Когда Б. П. Белоусов сделал своё открытие, периодические изменения концентрации реагентов казались нарушением законов термодинамики. В самом деле, как может реакция идти то в прямом, то в противоположном направлениях? Невозможно представить себе, чтобы всё огромное число молекул в сосуде было то в одном, то в другом состоянии (то все «синие», то все «красные» ). Направление реакции определяется химическим (термодинамическим) потенциалом – реакции осуществляются в направлении более вероятных состояний, в направлении уменьшения свободной энергии системы. Когда реакция в данном направлении завершается, это значит, что её потенциал исчерпан, достигается термодинамическое равновесие, и без затраты энергии, самопроизвольно, процесс в обратную сторону пойти не может. А тут реакция идёт то в одном, то в другом направлении. «Так не может быть!» - решили в редакции очень солидного химического журнала и отказались публиковать статью Белоусова. Рецензенты даже не захотели повторить опыт Однако никакого нарушения законов в этой реакции не было. Происходили колебания – периодические изменения – концентраций промежуточных продуктов, а не исходных реагентов или конечных продуктов. СО2 не превращается в этой реакции в лимонную кислоту, это в самом деле невозможно. Рецензенты не учли, что пока система далека от равновесия, в ней вполне могут происходить многие замечательные вещи. Классическая термодинамика – наука о начальных и конечных состояниях. Детальные траектории системы от начального состояния к конечному могут быть очень сложными. Лишь в последние десятилетия этими проблемами стала заниматься термодинамика систем, далёких от равновесия. Эта новая наука стала основой новой науки – синергетики. 2.2 Синергетика – теория самоорганизации. Синергетика – теория самоорганизации. Ее разработка началась несколько десятилетий назад, и в настоящие время она развивается по нескольким направлениям: синергетика (Г. Хакен), неравновесная термодинамика (И. Пригожин) и др. Общий смысл развиваемого ими комплекса идей, называя их синергетическими (термин Г. Хакена), состоит в следующем: а) процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной, по меньшей мере, равноправны; б) процессы созидания (нарастания сложности и упорядоченности) имеют единый алгоритм независимо от природы систем, в которых они осуществляются. Синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация как живой, так и неживой природы. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации. Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть, отнюдь не любые системы, а только те, которые удовлетворяют, по меньшей мере, двум условиям: а) они должны быть открытыми, т.

е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой; б) они должны также быть существенно неравновесными, т. е. находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия. Синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдаются две фазы: 1. Период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию. 2. Выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние с большой степенью сложности и упорядоченности. Достигшая критических параметров система из состояния сильной неустойчивости как бы «сваливается» в одно из многих возможных для нее устойчивых состояний. В этой точке (ее называет точкой бифуркации) эволюционный путь системы как бы разветвляется, какая именно ветвь развития будет выбрана – решает случай! Но назад возврата нет. Процесс этот необратим. Развитие таких систем имеет принципиально непредсказуемый характер. Можно просчитать варианты ветвления путей эволюции системы, но какой именно из них будет выбран случаем – однозначно спрогнозировать нельзя. Поиск аналогичных процессов самоорганизации в других классах открытых неравновесных систем вроде обещает быть успешным: механизм действия лазера, рост кристаллов, химические часы (реакция Белоусова – Жаботинского), формирование живого организма, динамика популяций, рыночная экономика, наконец, в которой хаотичные действия миллионов индивидов приводят к образованию устойчивых и сложных макроструктур – все это примеры самоорганизации систем самой различной природы. Синергетическая интерпретация такого рода явлений открывает новые возможности и направления их изучения. В обобщенном виде новизну синергетического подхода можно выразить следующими позициями: 1. Хаос не только разрушителен, но и созидателен, конструктивен; развитие осуществляется через неустойчивость (хаотичность). 2. Для сложных систем всегда существует несколько возможных путей эволюции. 3. Развитие осуществляется через случайный выбор одной из нескольких разрешенных возможностей дальнейшей эволюции. Случайность – не досадное недоразумение, она встроена в механизм эволюции. А это значит, что нынешний путь эволюции системы может быть и не лучше отвергнутых случайным выбором. Синергетика родом из физических дисциплин – термодинамики, радиофизики. Но ее идеи носят междисциплинарный характер. Они подводят базу под совершающийся в естествознании глобальный эволюционный синтез. Поэтому в синергетике видят одну из важнейших составляющих современной научной картины мира. 2.3 Из истории изучения колебательных реакций. Математическая теория колебаний в системах, аналогичных химическим реакциям, была опубликована еще в 1910 г. А. Лоткой – он написал систему дифференциальных уравнений, из которой следовала возможность периодических режимов. Лотка рассматривал взаимодействие «жертв», например травоядных животных, и поедающих их «хищников» ( X и Y). Хищники поедают жертвы и размножаются – концентрация Y растёт, но до некоторого предела, когда численность жертв резко уменьшается, и хищники умирают от голода – концентрация Y уменьшается.

Именно этот принцип запрещает Тихому океану передать такое количество тепловой энергии Атлантическому, чтобы Тихий океан замерз, а Атлантический закипел; подобный катаклизм не нарушил бы закона сохранения энергии, но он запрещен, так как уменьшил бы энтропию. Физики XIX в. воспринимали второй закон термодинамики как аксиому, сформулированную на основании опыта и столь же фундаментальную, как и любой другой закон природы. В те времена это казалось разумным. Термодинамика, похоже, успешно применялась в самых разнообразных ситуациях, начиная от поведения пара (та задача, которая породила саму термодинамику) и кончая замерзанием, кипением и химическими реакциями. (В наши дни мы могли бы добавить более экзотические примеры; астрономы обнаружили, что мириады звезд в шаровых скоплениях в нашей и других галактиках ведут себя как газы при определенной температуре, а в работах Бекенштейна и Хокинга было теоретически показано, что черные дыры обладают энтропией, пропорциональной площади поверхности дыры.) Если термодинамика столь универсальна, то как можно ее логически связать с физикой определенных типов частиц и сил? Затем, во второй половине XIX в., в работах нового поколения физиков-теоретиков (включая Джеймса Клерка Максвелла в Шотландии, Людвига Больцмана в Германии и Джосайи Уилларда Гиббса в Америке) было показано, что принципы термодинамики можно на самом деле математически вывести, анализируя вероятности различных конфигураций систем определенного типа, в которых энергия распределяется среди очень большого числа подсистем

1. Самоорганизация в живой и неживой природе

2. Права живой и неживой природы

3. Симметрия в неживой природе

4. Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия

5. Тепловой эффект химической реакции

6. Кинематика химических реакций
7. Химические реакции
8. Влияние гидродинамического режима движения жидких потоков без и с протеканием быстрой химической реакции на внешний теплообмен

9. Химические реакции в микрогетерогенных системах

10. Температурные поля, инициированные химическими реакциями в пористой среде

11. Влияние температуры на скорость химической реакции

12. Кинетика химических реакций

13. Классификация химических реакций

14. Скорость химических реакций. Катализ и химическое равновесие

15. Тепловые эффекты химических реакций

16. Элементарные стадии химических реакций (основы теории)

Электронный звуковой плакат "Космос", артикул PL-13-SPACE.
Электронный звуковой плакат в увлекательной и доступной форме расскажет ребенку о космосе и космических объектах на русском и английском
794 руб
Раздел: Электронные и звуковые плакаты
Набор салатниц "Loraine", 10 предметов.
Форма: круглая. Материал: стекло, пластик. Цвет салатниц: прозрачный, рисунок. Диаметр: 17 см, 14 см, 12,5 см, 10,5 см, 9 см. Объем: 1,1
368 руб
Раздел: Наборы
Фоторамка на 8 фотографий С31-025 Alparaisa "Love&Family", бронзовый, 70,5x34 см.
Размеры рамки: 70,5x34 cм. Размеры фото: - 15х10 см (4 штуки), - 10х15 см (4 штуки). Фоторамка-коллаж для 8-ми фотографий. Материал:
636 руб
Раздел: Мультирамки

17. Понятие химических реакций и их классификация

18. Специфика уроков естествознания на примере изучения темы “Природа. Природа живая и неживая”

19. Метамерия или сегментация в живой природе

20. Alaska’s Wildlife: on the Verge of Extinction (Живая природа Штата Аляска на грани исчезновения)

21. Газовые законы в живой природе и медицине

22. Идея эволюции живой природы
23. Деление живой природы на царства
24. Разум в живой природе

25. Место человека в живой природе

26. Свойства времени и химические процессы в природе

27. Идентификация параметров осциллирующих процессов в живой природе, моделируемых дифференциальными уравнениями

28. Воспитание любви к живой природе на уроках литературного чтения, посвящённых творчеству Паустовского

29. Дидактические игры как средство развития экологических знаний о живой природе у детей старшего дошкольного возраста с умственной отсталостью

30. Физическая природа комет

31. Природа южных тропических материков

32. Природа и система административного права

Сменная кассета "Барьер 7", для воды с повышенным содержанием железа, для всех типов фильтров "Барьер", 2.
Кокосовый активированный уголь очищает от активного хлора, органических загрязнений и т.д. Обработка активированного угля серебром
551 руб
Раздел: Фильтры для воды
Дневник школьный "Розовая такса".
Формат: А5. Количество листов: 48. Внутренний блок: офсет 70 г/м2. Тип крепления: книжное (прошивка). Твердый переплет из искусственной
338 руб
Раздел: Для младших классов
Карандаши полимерные "Elios", 24 цвета.
Карандаши полимерные. В наборе: 24 цвета.
339 руб
Раздел: 13-24 цвета

33. Охрана природы в ОВД

34. Природа зла в человеке (на основе произведений писателей XIX века)

35. Культура, природа, человек. Проблемы и пути их решения

36. Природа в романе Мухтара Ауэзова "Путь Абая"

37. Золотое сечение в природе и искусстве

38. Природа сна
39. История "покорения" природы человечеством
40. Круговорот в природе

41. Охрана природы

42. Война и экология. Конфликт между природой и человеком в период военных столкновений

43. Распространение и формы кислорода в природе

44. Природа

45. Законы взаимоотношений человек-общество-природа

46. Методика обучения анализу и сравнению объектов и явлений природы в процессе проведения экскурсий на уроках природоведения

47. Воспитание трудовых навыков в уголке природы

48. Важнейшие природы соединения алюминия

Насадка на кран "Палитра", светодиодная.
Светодиодная насадка «Палитра» включается под напором воды и, в зависимости от ее температуры, подсвечивает проходящий поток в синий,
490 руб
Раздел: Ванная
Чайник эмалированный "Шиповник" EM-40X1/45, с керамической ручкой, 4 л.
Объем: 4 л. Внешнее высокопрочное трехслойное эмалевое покрытие. Внутреннее эмалевое покрытие, устойчивое к воздействию пищевых
1323 руб
Раздел: Чайники эмалированные
Папка для труда, А4, на липучке.
Удобная папка для уроков труда на липучках. Полностью раскрывается. Внутри папки находится большое отделение с прозрачным окном, а также
366 руб
Раздел: Папки для труда

49. Проблема межличностной совместимости и межличностной срабатываемости и их психологическая природа

50. Что такое конфликт? Природа, типы и функции

51. Нитраты, природа и человек

52. Социальные организации и самоорганизации. "Социальные институты"

53. СИНЕРГЕТИКА КАК НАУКА О САМООРГАНИЗАЦИИ

54. Оптические явления в природе
55. Физическая природа времени гравитации и материи
56. Проблема человека в конфуцианстве. Человек и природа в чань-буддизме

57. История природы и история человечества (Контрольная)

58. Фiлософськi аспекти взаємовiдносин людини i природи в умовах глобальноi екологiчноi кризи

59. Природа экспериментальных естественнонаучных методов

60. Методологическое и логическое основания применения системно-философского подхода к изучению конкретных систем различной природы

61. Адам Смит Исследования о природе и причинах богатства народов (краткая биография, философия + некоторые главы из одноименной книги)

62. Природа и сущность функций менеджмента

63. Природа экономических противоречий

64. Природа и эволюция современного чеченского конфликта

Багетная рама " Violetta", 30x40 см, цвет: золотой.
Багетные рамы предназначены для оформления картин, вышивок и фотографий. Оформленное изделие всегда становится более выразительным и
651 руб
Раздел: Багетные рамы, для икон
Кольцеброс "Зайчики".
В наборе 8 колец. Диаметр колец: 12 см.
307 руб
Раздел: Кольцебросы, кегли
Настольная семейная игра "Crazy Белка".
Хитрая белка забралась в дупло, а задача участников - выманить ее из уютного убежища. Игроки должны по очереди класть желуди в специальные
609 руб
Раздел: Прочие

65. Идеи английского просвещения в политической жизни второй половины XVIII века: к вопросу о природе британского реформизма

66. Сущность и природа техники

67. Переосмысление представлений о природе и науке в средние века

68. Духи природы в литературе

69. Интонационная природа музыкально-педагогического диалога

70. "Поэзия Фета - сама природа, зеркально глядящая через человеческую душу…"
71. Человек и природа в лирике Ф. И. Тютчева
72. Человек и природа в русской литературе

73. Анализ стихотворения Тютчева "Не то, что мните вы, природа..."

74. Природа в романе Б. Л. Пастернака «Доктор Живаго»

75. Природа фантастического в повести А.Погорельского «Лафертовская маковница»

76. "Поэзия Фета - сама природа, зеркально глядящая через человеческую душу…"

77. "Природа не терпит пренебрежения к себе и не прощает ошибок"

78. Природа в прозе XIX века

79. Природа в лирике М. Ю. Лермонтова

80. Природа в изображении И. С. Тургенева и И. А. Бунина

Игра интерактивная "Супер магический Джинн".
Интерактивная игрушка "Супер магический Джинн" умеет без малейшего труда угадывать задуманные слова, поэтому ребенку придется
1549 руб
Раздел: Игры на ассоциации, воображение
Одеяло стеганое "Карапуз" толстое (цвет: белый).
Одеяло "Карапуз" выполнено в чистейшем белом цвете. Дополнительно по всему периметру имеется стежка для предотвращения миграции
589 руб
Раздел: Одеяла для детей
Набор овощей.
Набор овощей пригодится на кукольной кухне для варки супов. В комплект входят 8 овощей, типичных для средней полосы и русской кухни. Овощи
559 руб
Раздел: Продукты

81. Тема природы в поэзии С. А. Есенина

82. Любовь и природа в лирике А. А. Фета

83. Исследование лингвистической природы эпитета и его информативной значимости в художественной литературе

84. Русская природа в лирике А. С. Пушкина

85. Поэзия природы и природа поэзии

86. Изображение природы в творчестве Фета
87. Природа как герой в произведениях Фолкнера
88. Природа зла в человеке

89. Человек и природа (проблематика и система образов в повести Ч. Айтматова «Плаха»)

90. Человек и природа

91. Тема родины и природы в лирике М.Ю.Лермонтова

92. Природа в произведениях Пушкина

93. Природа в лирике Пушкина

94. Родина и природа в лирике С.А. Есенина

95. Человек и природа в современной литературе

96. Человек и природа (По балладе И. В. Гете "Лесной царь")

Кольцедержатель "Дерево с оленем", малый, черный.
Стильный аксессуар в виде фигурки оленя с ветвящимися рогами – держатель для украшений, - выполнен из прочного пластика двух классических
375 руб
Раздел: Подставки для украшений
Банка для сыпучих продуктов "Цветовная поэма" квадратная, 800 мл.
Банка для сыпучих продуктов квадратная (клипс). Размер: 9x9x18 см. Объем: 800 мл. Материал: керамика.
305 руб
Раздел: Прочее
12 цветных фломастеров для малышей.
Для маленьких любителей рисования представлен набор для развития творческих навыков. Фломастеры, которые подымут настроение и сделают
568 руб
Раздел: 7-12 цветов

97. Человек и природа в повести А. Адамовича «Последняя пастораль»

98. Структура статистики объектов нечисловой природы

99. Универсальная геометрия в природе и архитектуре


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.