ОПИСАНИЕ ДИНАМИКИ ЗАКРЫТЫХ ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ КВАЗИГРАДИЕНТНЫМИ МОДЕЛЯМИ

В современной неравновесной термодинамике одна из важных задач – исследование химически реагирующих систем вдали от равновесия [1– 3]. Классический подход химической кинетики включает построение соответствующей динамической модели на основе заданного механизма превращений. При этом задают совокупность стадий сложной химической реакции. В случае достаточно высокой априорной неопределенности исследователь наталкивается на принципиальные трудности – отсутствие полного детального механизма химической реакции и неточность знания всех констант скоростей стадий. Это приводит как правило к ограниченности классического подхода [1–11].

В работе [12] закрытая реагирующая система рассматривается как единая термодинамическая макросистема, что позволяет приближенно определить путь химической системы к состоянию равновесия: она эволюционирует к равновесию по градиенту свободной энергии. Здесь используется только информация о равновесии и некоторых условиях осуществления реакции, если кроме равновесных данных есть еще дополнительные сведения (пусть и неполные) о механизме реакции, то их также желательно учитывать при построении математической модели [13–17].

В данной работе авторы развивают более общий по сравнению с [12] подход – квазиградиентные модели, полученные на основе потенциально-потокового метода [14–16]. В соответствии с этими моделями, эволюция химически реагирующей системы к равновесию осуществляется по градиенту свободной энергии с точностью до положительно определенного множителя (положительно определенной матрицы), включающего всю дополнительную информацию о факторах, влияющих на динамику системы [15, 16]. Моделирование неравновесных систем потенциально-потоковым методом подразумевает декомпозицию сложной неравновесной системы, в том числе, химически реагирующей системы, на простые, несопряженные между собой подсистемы [14]. Зная из экспериментальных данных положительно-определенные матрицы простых подсистем, несложно в соответствии с [14] построить положительно-определенную матрицу всей сложной химически реагирующей системы, состоящей из этих простых подсистем, т.е. построить предлагаемую квазиградиентную модель системы, имеющую термодинамический смысл.

Автор
Быков В.И.
Автор 2
Старостин Игорь Евгеньевич
УДК
541.124/128
Аннотация
Предложены квазиградиентные модели динамики закрытых химических систем. Эволюция химически реагирующих систем к равновесию описана градиентом свободной энергии с точностью до положительно определенного множителя. В качестве примера рассмотрена простая модель окисления водорода на платине.
Название на английском
DESCRIBING THE DYNAMICS OF CLOSED CHEMICAL SYSTEMS BY MEANS OF QUASIGRADIENT MODELS
Summary
Quasi-gradient models of the dynamics of closed chemical systems are proposed. The evolution of chemically reacting systems to equilibrium is described by a gradient of free energy with an accuracy of up to a positive definite factor. As an example, a simple model for the oxidation of hydrogen on platinum is considered.

Добавить комментарий

Простой текст

  • HTML-теги не обрабатываются и показываются как обычный текст
  • Строки и абзацы переносятся автоматически.
  • Адреса веб-страниц и email-адреса преобразовываются в ссылки автоматически.