Question

2. Объясните, почему существование самоорганизации не противоре чит второму началу термодинамики. 3. Что такое параметр порадка? Приведите примеры параметров по- радка из собственной жизни. 4. Что синергетика считает начальной причиной возникновения само- организации?

Answer 1

• 1)Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния.
• 2)Второ́е нача́ло термодина́мики (второй закон термодинамики) устанавливает существование энтропии[1] как функции состояния термодинамической системы и вводит понятие абсолютной термодинамической температуры[2], то есть «второе начало представляет собой закон об энтропии»[3] и её свойствах[4]. В изолированной системе энтропия либо остаётся неизменной, либо возрастает (в неравновесных процессах[3]), достигая максимума при установлении термодинамического равновесия (закон возрастания энтропии)[5][6][2]. Встречающиеся в литературе различные формулировки второго начала термодинамики являются частными следствиями закона возрастания энтропии[5][6].

2)Второ́е нача́ло термодина́мики (второй закон термодинамики) устанавливает существование энтропии[1] как функции состояния термодинамической системы и вводит понятие абсолютной термодинамической температуры[2], то есть «второе начало представляет собой закон об энтропии»[3] и её свойствах[4]. В изолированной системе энтропия либо остаётся неизменной, либо возрастает (в неравновесных процессах[3]), достигая максимума при установлении термодинамического равновесия (закон возрастания энтропии)[5][6][2]. Встречающиеся в литературе различные формулировки второго начала термодинамики являются частными следствиями закона возрастания энтропии[5][6].Второе начало термодинамики позволяет построить рациональную температурную шкалу, не зависящую от произвола в выборе термометрического свойства термодинамического тела и устройства для измерения температуры (термометра).[7].

• 4)По мнению сторонников синергетики, источником развития является случайность, необратимость и неустойчивость. Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем.

Answer 2

2. Самоорганизация и второе начало термодинамики могут сочетаться в определенных контекстах. Второе начало термодинамики утверждает, что в изолированной системе энтропия (мера беспорядка) всегда будет увеличиваться или оставаться const, но никогда не уменьшаться. Самоорганизация же представляет собой процессы, в ходе которых система может развиваться к более упорядоченным состояниям без внешнего вмешательства.

Однако важно учитывать, что второе начало термодинамики применяется к системам в равновесии или к изолированным системам, где воздействие внешних факторов минимально или отсутствует. В то время как самоорганизация часто происходит в открытых системах, где могут быть влияния извне. Примером может служить конвекция в жидкости, когда под действием разности температур происходит организация потоков и образование более упорядоченных структур.

3. Параметр порядка - это величина, которая характеризует уровень упорядоченности, организации или структурированности системы. Примеры параметров порядка из повседневной жизни могут включать:

• Сортировка книг в библиотеке: В этом случае параметр порядка может быть числом книг, расставленных в алфавитном порядке. Чем больше книг расположено в правильной последовательности, тем выше параметр порядка.

• Раскладывание карточек: Если у вас есть набор карточек и вы хотите их уложить в определенном порядке, то количество карточек, которые находятся на своих местах, представляет параметр порядка.

4. Синергетика объясняет самоорганизацию как результат взаимодействия между элементами системы и их окружением. Начальной причиной возникновения самоорганизации в синергетике считается диссипативная структура. Это структура, поддерживающая свою организацию за счет протекающих через нее потоков энергии и вещества.

Примером диссипативной структуры может служить Бенардовская конвекция: слой жидкости, подогретый снизу и охлаждаемый сверху, может спонтанно организовать упорядоченные клетки циркуляции, что является формой самоорганизации под влиянием тепловых и диффузионных процессов.

Синергетика уделяет внимание тому, как системы могут переходить из хаотического состояния в упорядоченное, благодаря внешним воздействиям и обратной связи между компонентами системы и их окружением.