貝納特流

耗散結構的特徵是:①存在於開放系統中,靠與外界的能量和物質交換產生負熵流,使系統熵減少形成有序結構。 貝納特流中液層上下達到一定溫度差的條件就是確保遠離平衡態。 在平衡態和近平衡態,漲落是一種破壞穩定有序的干擾,但在遠離平衡態條件下,非線性作用使漲落放大,達到有序。

在一扁平容器內充有一薄層液體,液層的寬度遠大於其厚度,從液層底部均勻加熱,液層頂部溫度亦均勻,底部與頂部存在溫度差。當溫度差較小時,熱量以傳導方式通過液層,液層中不會產生任何結構。但當溫度差達到某一特定值時,液層中自動出現許多六角形小格子,液體從每個格子的中心湧起、從邊緣下沉,形成規則的對流。從上往下可以看到貝納特流形成的蜂窩狀貝納特花紋圖案。這種穩定的有序結構稱為耗散結構。類似的有序結構還出現在流體力學、化學反應以及雷射等非線性現象中。
耗散結構的特徵是:①存在於開放系統中,靠與外界的能量和物質交換產生負熵流,使系統熵減少形成有序結構。耗散即強調這種交換。對於孤立系統,由熱力學第二定律可知,其熵不減少,不可能從無序產生有序結構。②保持遠離平衡態。貝納特流中液層上下達到一定溫度差的條件就是確保遠離平衡態。③系統內部存在著非線性相互作用。在平衡態和近平衡態,漲落是一種破壞穩定有序的干擾,但在遠離平衡態條件下,非線性作用使漲落放大,達到有序。

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