наверх

Поведение неравновесных нелинейных систем

Дату старта объявим позже

Дата начала записи на курс еще не объявлена

  • 5 недель

    длительность курса

  • 2 зачётных единицы

    для зачета в своем вузе

Настоящая учебная дисциплина дает пользователям знания в области современных представлений об основах термодинамики неравновесных систем и процессов, анализировать неравновесные фазовые переходы, использовать математические методы для анализа диссипативных структур, а также для определения параметров активных физико-химических сред.

О курсе

Курс знакомит пользователей с основами термодинамического описания систем при отклонении от равновесия, вводит понятие конечного состояния, дает формулировку принципа Пригожина и глобального критерия эволюции. На основе полученных знаний они осваивают методы расчета неравновесных фазовых переходов, методы анализа точечных и автоколебательных конечных состояний, способы изучения динамического хаоса.

Формат

Еженедельные занятия будут включать:

·    просмотр тематических видео-лекций;

·    изучение иллюстрированных текстовых материалов с представлением общих и частных законов кинетики, разбором часто встречающихся задач, включающих 2-3 вопроса на самопроверку усвоения теоретического материала;

·    выполнение многовариантных тестовых заданий с проверкой результатов;

·    последовательное выполнение комплекса практических учебных заданий. Важным элементом изучения дисциплины является выполнение индивидуального домашнего задания, связанного с освоением методов кинетического анализа процессов в конденсированных системах. Предусмотрено промежуточное контрольное мероприятие по разделам курса и итоговое контрольное тестирование по всему содержанию курса.

  1. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М.: Металлургия, 2000г., 687с.
  2. А.Л.Петелин, Нелинейная термодинамика. М.: Изд.Дом МИСиС, 2011, 110с.
  3. А.Ю.Лоскутов, А.С.Михайлов, Введение в синергетику.. М: Изд Наука 1990, 272с.

Требования

В разделах данного семестрового модуля содержатся как теоретическая, так и практическоориентированная направленность. Данный семестровый модуль связывает и одновременно развивает фундаментальную подготовку обучающихся с ее профессиональной направленностью.
Для успешного освоения данного модуля обучающимися предварительно должны быть освоены модули: “Физика”, "Химия", "Фазовые равновесия и структурообразования", "Математический анализ",
Для освоения данного семестрового модуля обучающиеся должны знать:

  • фундаментальные разделы неорганической, органической и физической химии, их законы и методы, свойства химических элементов, соединений и материалов на их основе, закономерности структурообразования и фазовых превращений;

должны уметь:

  • на основе информационного поиска проводить расчеты основных физико-химических характеристик реакционных систем для определения возможности и интенсивности протекания в них различных превращений;

должны владеть навыком:

  • критического восприятия информации;
  • общения на иностранном языке для получения информации из зарубежных источников, расчета технологических процессов, использования методов структурного анализа и определения физических и физико-химических свойств материалов, техники проведения экспериментов.

Программа курса

Раздел 1  Эволюция систем – анализ динамической функции. Часть №1

  • Анализ динамической функции систем с одной переменной

  • Система Лотки -Вольтерры

  • Динамические модели

  • процесссов с двумя переменными

Раздел 2 Эволюция систем – анализ динамической функции. Часть  №2

  • Повторный анализ металлургической восстановительной системы

  • Теория Лангмюра

  • Анализ систем с n переменными

Раздел 3 Общие вопросы устойчивости нелинейных систем

  • Устойчивость по траектории. Орбитальная устойчивость.

  • Структурная устойчивость и теория катастроф.

  • Теория катастроф – взгляд

  • со стороны

Раздел 4 Активные среды

  • Модель непрерывной неравновесной среды. Бистабильные среды.

  • Бистабильные среды–

  • поведение при внешнем возбуждении.

  • Бистабильные среды–

  • поведение в зависимости от начальных

  • условий.

Раздел 5 Динамический хаос

  • Динамика популяций и автокатализ – дискретная модель

  • Хаотическая динамика.

  • Постоянные Фейгенбаума.

  • Детерминистический хаос

  • и фрактальная геометрия

Результаты обучения

В результате освоения курса студент способен:

  • фиксировать условия эволюции и конечных состояний в макроскопических системах

  • самостоятельно работать с литературой для поиска информации об отдельных определениях, понятиях и терминах в области неравновесной термодинамики

  • рассчитывать параметры конечных состояний неравновесных процессов в конденсированных системах по экспериментальным данным.

Формируемые компетенции

(22.03.01 Материаловедение и технологии материалов), (11.03.04 Электроника и наноэлектроника), (28.03.01. Нанотехнологии и микросистемная техника)

  • Знать теоретические основы организации и планирования физических исследований, ОПК-1;

  • Знать основы химической кинетики, катализа и электрохимии, ОПК-1;

  • Уметь применять основы химической кинетики, катализа и электрохимии при описании полученных экспериментальных результатов, ОПК-1;

  • Уметь поставить физический эксперимент, уметь работать с аппаратурой и приборами ОПК-1.

Направления подготовки

01.04.07 Физика

Петелин Александр Львович

Доктор физико-математических наук, профессор
Должность: Профессор каф.физической химии НИТУ «МИСиС»