Фрактальна модель розвитку складних процесів у молекулярних системах

Abstract

Загальновідома складність в описанні та управлінні розвитком складних процесів у молекулярних системах, які на етапах трансформації проходять стадії: від конденсованого стану до стану газу. В роботі запропоновано фрактальну модель розвитку таких процесів, яка базується на обґрунтованому способі вибору стохастичного генератора фракталу, що забезпечує стохастичність самому фракталу, зберігає достатню самоподібність і гарантує варіабельність, тобто адаптивність до зовнішніх умов. Методика вибору генератора ґрунтується на особливостях фізичного експерименту дослідження критичних точок рідина − пара, поведінка молекулярних систем в яких становить одну з проблем статистичної фізики. Аналіз засвідчив, що формування фрактальних моделей процесів у молекулярних системах веде до уточнення та розширення уявлень про просторовий хаос у таких системах, а також допомагає виокремити ентропію просторового безладдя як окремий фактор в описанні та управлінні подібними процесами. Зокрема проведені розрахунки фрактальних моделей на основі генераторів фракталу n = m = 2, n = m = 3, n = m = 4, де n – кількість частинок, а m – кількість просторових комірок, показали, що тільки для моделі з генератором n = m = 3 температурна залежність ентропії має характерну поведінку типу λ-точки у фазових переходах другого роду, до яких належать і критичні точки переходу рідина − пара. Це означає, що фрактальна модель процесів у молекулярних системах є чутливою до особливих точок і особливих станів молекулярних систем і може бути застосована до розв’язання інших складних задач у теорії і практиці використання молекулярних систем. Відмічено, що в розріджених газових системах стан рівнорозподілу молекул по просторових комірках не є найбільш імовірним. Аналізу цього факту може бути присвячене окреме дослідження.