ОТКРЫ́ТАЯ СИСТЕ́МА

ОТКРЫ́ТАЯ СИСТЕ́МА, тер­мо­ди­на­мич. сис­те­ма, взаи­мо­дей­ст­вую­щая с ок­ру­жаю­щей сре­дой пу­тём об­ме­на мас­сой, им­пуль­сом, энер­ги­ей, хи­мич. со­ста­вом, элек­трич. за­ря­дом. В за­ви­си­мо­сти от ви­да и ин­тен­сив­но­сти взаи­мо­дей­ст­вия О. с., в от­ли­чие от изо­ли­ро­ван­ной сис­те­мы, мо­жет на­хо­дить­ся не­ог­ра­ни­чен­ное вре­мя в тер­мо­ди­на­ми­че­ски не­рав­но­вес­ном со­стоя­нии или ос­та­вать­ся рав­но­вес­ной. При всех воз­мож­ных из­ме­не­ни­ях О. с. ха­рак­те­ри­зу­ет­ся оп­ре­де­лён­ны­ми (по­сто­ян­ны­ми или ме­няю­щи­ми­ся во вре­ме­ни) гео­мет­рич. раз­ме­ра­ми. Это по­зво­ля­ет от­ли­чать её от ок­ру­жаю­щей сре­ды. При­ме­ры О. с. – на­гре­ват. при­бо­ры и хо­ло­диль­ни­ки, за­вод­ские це­ха и транс­порт­ные уз­лы, а так­же та­кие круп­ные объ­ек­ты, как ма­те­ри­ки, океа­ны, ат­мо­сфе­ра Зем­ли и др. пла­нет и, на­ко­нец, объ­ек­ты да­лё­ко­го кос­мо­са. Стро­го го­во­ря, лю­бая сис­те­ма не мо­жет быть пол­но­стью изо­ли­ро­ва­на от ок­ру­же­ния, и счи­тать её изо­ли­ро­ван­ной (за­мкну­той) мож­но толь­ко при­бли­жён­но.

К бес­ко­неч­но­му мно­го­об­ра­зию О. с. от­но­сят­ся про­точ­ные хи­мич. ре­ак­то­ры, пре­об­ра­зо­ва­те­ли энер­гии (из те­п­ло­вой в ме­ха­нич., элек­трич. и др. ви­ды и об­рат­но), по­гло­щаю­щие из­вне на вхо­де ис­ход­ные ве­ще­ст­во или энер­гию и вы­де­ляю­щие на вы­хо­де ко­неч­ный про­дукт. В про­точ­ных хи­мич. ре­ак­то­рах ка­ж­дый мак­ро­ско­пич. эле­мент объ­ё­ма обыч­но на­хо­дит­ся в со­стоя­нии ло­каль­но­го тер­мо­ди­на­мич. рав­но­ве­сия по всем па­ра­мет­рам, кро­ме хи­мич. со­ста­ва, и име­ет своё зна­че­ние эн­тро­пии. Эн­тро­пия, про­сум­ми­ро­ван­ная по объ­ё­му ре­ак­то­ра, воз­рас­та­ет со вре­ме­нем, но в ста­цио­нар­ном ре­жи­ме ра­бо­ты ре­ак­то­ра она ос­та­ёт­ся по­сто­ян­ной, т. к. на вы­хо­де вме­сте с про­дук­том ре­ак­ции от­во­дит­ся и про­из­ве­дён­ная в ре­ак­то­ре эн­тро­пия. В слу­чае не­ли­ней­ных хи­мич. ре­ак­ций воз­мож­ны и реа­ли­зу­ют­ся ста­цио­нар­ные не­равно­вес­ные про­стран­ст­вен­ные струк­ту­ры реа­ген­тов и не­за­ту­хаю­щие ав­то­ко­ле­ба­тель­ные ре­жи­мы ра­бо­ты ре­ак­то­ров.

Ча­ст­ным слу­ча­ем О. с. яв­ля­ет­ся рав­но­вес­ная не­изо­ли­ро­ван­ная мак­ро­ско­пич. под­сис­те­ма, вхо­дя­щая в со­став боль­шой рав­но­вес­ной сис­те­мы. Изо­ля­ция под­сис­те­мы не из­ме­ня­ет её тер­мо­ди­на­мич. свойств с точ­но­стью до флук­туа­ций чис­ла час­тиц, энер­гии, им­пуль­са и др. тер­мо­ди­на­мич. па­ра­мет­ров, от­но­сит. ве­ли­чи­ны ко­то­рых в та­кой О. с. пре­неб­ре­жи­мо ма­лы. До изо­ля­ции она пред­став­ля­ет со­бой ка­но­нич. ан­самбль, а по­сле изо­ля­ции – мик­ро­ка­но­нич. ан­самбль (см. в ст. Гиб­бса рас­пре­де­ле­ния).

Все пред­ста­ви­те­ли фло­ры и фау­ны яв­ля­ют­ся О. с. По срав­не­нию с хи­мич. ре­ак­то­ра­ми они чрез­вы­чай­но слож­ны, но так­же под­чи­ня­ют­ся за­ко­нам тер­мо­ди­на­ми­ки и др. фи­зич. за­ко­нам. В ши­ро­ком смыс­ле по­ня­тие О. с. при­ме­ни­мо и к гу­ма­ни­тар­ной сфе­ре, напр. в об­лас­ти эко­но­ми­ки. Про­бле­мы ана­ли­за, ре­гу­ли­ро­ва­ния и оп­ти­ми­за­ции раз­но­род­ных О. с. име­ют мно­го об­ще­го.