Autoři srdečně vítají všechny návštěvníky a přejí příjemné chvíle strávené nad webovými stránkami věnovanými problematice nerovnovážných struktur. Budou rádi, pokud stránky přinesou nejen poučení, ale i radost z objevování překvapivých vztahů v přírodě a motivaci k dalšímu zájmu o problematiku. Za upozornění na případné nedostatky a chyby předem upřímně děkujeme.
   
                 
 
O projektu
           
    Zpět na úvodní stránku      
 

Projekt "Vytvoření multimediálního studijního textu Aplikace nerovnovážné termodynamiky v hydrodynamice, chemii a biologii" vznikl za podpory Fondu rozvoje vysokých škol (FRVŠ) v roce 2007 na Katedře obecné fyziky Západočeské univerzity v Plzni.

Projekt formou multimediálního textu zpracovává problematiku nerovnovážné termodynamiky a jejích aplikací v hydrodynamice, chemii a biologii.V rámci projektu byly provedeny pokusy demonstrující vznik disipativních struktur v těchto systémech a pořízeny jejich digitální videozáznamy a fotografie.
Motivací autorů bylo pomocí multimediální textu umožnit inovaci výuky termodynamiky na vysokých i středních školách a také obeznámit širokou veřejnost s problematikou, která není doposud příliš známá, nicméně přesto velmi zajímavá. Vzhledem k interdisciplinárnímu charakteru může být text využit ve výuce fyzikálních, biologických a chemických oborů, nebo oborů hraničních. Studium vzniku a vlastností nerovnovážných struktur na úrovni hydrodynamiky a chemie přispěje též k lepšímu pochopení vzniku a projevů živých systémů. Dále text přispěje k rozvoji mezioborových vztahů a k fyzikální interpretaci živých systémů. Prostřednictvím internetu je text dlouhodobě přístupný studentům i akademickým pracovníkům všech českých středních a zejména vysokých škol.

Text tvoří čtyři základní části:
1. Nerovnovážná termodynamika představuje krátký úvod do problematiky, který zahrnuje úvodní poznámky a seznámení se základy klasické termodynamiky. Dále je výklad zaměřen na lineární nerovnovážnou termodynamiku (která se prakticky využívá zejména v aplikaci - optimální režimy v biologických systémech v části Aplikace v biologii) a na nelineární nerovnovážnou termodynamiku, objasňující především pojmy jako disipativní struktury, fluktuace, bifurkace.

2.Aplikace v hydrodynamice prezentují tzv. hydrodynamické nestability a v nich vznikající nerovnovážné struktury, jako konvekční válce Bénardovy buňky, Taylorovy víry, Strouhalovy víry aj. Na stránce věnované tepelné konvekci je podrobněji zmíněn Lorenzův model. V rámci této části byl prováděn experiment demonstrující vznik Bénardových buněk s příslušnou videonahrávkou. Není zde zmíněn kvantitativní popis problémů pomocí termodynamiky kontinua, protože autoři pokládali tuto problematiku za přesahující záměr stránek.

3. Aplikace v chemii prezentují chemické experimenty demonstrující vznik nerovnovážných struktur - chemické oscilace a chemické vlny. Součástí stánek jsou fotografie a videonahrávky prováděných experimentů. Hlubší teoretický rozbor chemických oscilačních reakcí je k dispozici na přiloženém souboru v programu Microsoft Word.

4. Aplikace v biologii navazují především na aplikace v chemii. Ukazují děje analogické chemickým oscilacím a vlnám jako biochemické oscilace, které jsou podstatou biologických rytmů, reakčně-difúzní systémy, na jejichž principu dochází k uspořádávání a diferenciaci jednobuněčných stadií hlenky do mnohobuněčného organizmu, ke vzniku barevných vzorů na schránkách měkkýšů, či srdečním arytmiím.

       
                   
      Zpět na úvodní stránku