材料科学与化学工程学院耗散结构理论简介
昂萨格因为在线性不可逆过程热力学理论的贡献获得1968年的诺贝 尔化学奖，在此基础上，1968年由比利时物理学家普利高津 (I· Prigogine)提出来耗散结构理论，并获得了1977年Nobel化学奖， 被称作自然科学的第三次革命(前两次为牛顿和爱因斯坦)。耗散结构 是与平衡结构相对的，是指远离平衡现象的规律。主要观点如下：
1、开放系统是产生耗散结构的必要前提，同时也是耗散结构得以维 持和存在的基础。 2、非平衡态是系统有序之源。 3、系统的涨落导致系统走向有序。所谓涨落，是指系统的某个变量 或某种行为对平均值的偏离。
2014-1-13
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热与功转换的不可逆性 热是分子混乱运动的一种表现，而功是分子有序 运动的结果。 功转变成热是从规则运动转化为不规则运动，混 乱度增加，是自发的过程； 而要将无序运动的热转化为有序运动的功就不可 能自动发生 热力学第二定律指出，凡是自发的过程都是不可 逆的，而一切不可逆过程都可以归结为热转换为
功的不可逆性。2014-1-13
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一切不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行，而熵函数 可以作为体系混乱度的一种量度，这就是热力学第二定律 所阐明的不可逆过程的本质。 问题1: 既然熵是体系混乱度的量度,那么将宇宙作为一个孤立体 系,就要寻找宇宙的起源,设想宇宙的起源是由一个密度很 大,温度极高的,有序化程度最高的点构成,然后经历了由热 向冷的变化过程,这就是大爆炸理论(big bang)的出现.
2014-1-13
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大爆炸理论 大爆炸理论是关于宇宙形成的 最有影响的一种学说，也称为 大爆炸宇宙论。大爆炸理论诞 生于20世纪20年代，在40年代 得到补充和发展，但一直寂寂 无闻。直到50年代，人们才开 始广泛注意这个理论 .该理论在 科学界目前还有很大争议.
2014-1-13
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大爆炸理论 大爆炸理论的主要观点是认 为我们的宇宙曾有一段从热 到冷的演化史。在这个时期 里，宇宙体系并不是静止的， 而是在不断地膨胀，使物质 密度从密到稀地演化。这一 从热到冷、从密到稀的过程 如同一次规模巨大的爆发.
2014-1-13
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证
据
a)红位移 从地球的任何方向看去，遥远的星系都在离开我们
而去， 故可以推出宇宙在膨胀，且离我们越远的星系，远离的速度 越快。 b)哈勃定律 哈勃定律就是一个关于星系之间相互远离速度和距离的 确定的关系式。仍然是说明宇宙的运动和膨胀。 V=H×D 其中，V(Km/sec)是远离速度；H(Km/sec/Mpc)是 哈勃常数，为50;D(Mpc)是星系距离。1Mpc=3.26百万 光年。
2014-1-13
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c)氢与氦的丰存度
由模型预测出氢占25%,氦占75%,已经由试验证实。 d)微量元素的丰存度
对这些微量元素，在模型中所推测的丰存度与实测的相同。e)3K的宇宙背景辐射 根据大爆炸学说，宇宙因膨胀而冷却，现今的宇宙中仍然应该存在 当时产生的辐射余烬，1965年，3K的背景辐射被测得。
2014-1-13
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最明显的例子是贝纳德效应，若上下温差很小，不会出现 六角形花纹，表明系统离开平衡态不够 远。待温差达到一 定程度，即离开平衡态足够远，才发生贝纳德对流。这里 强调指出，耗散结构与 平衡结构有本质的区别。平衡结构 是一种“死”的结构，它的存在和维持不依赖于外界、而 耗散结 构是个“活”的结构，它只有在非平衡条件下依赖 于外界才能形成和维持。由于它内部不断产生 熵，就要不 断地从外界引入负熵流，不断进行“新陈代谢”过程，一 旦这种“代谢”条件被破坏，这个 结构
就会“窒息而死”。 所有自然界的生命现象都必须用第二种结构来解释。
2014-1-13
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