Következő lapNext Page Arrow

Fizlab (MyPhysicsLab.hu)

Oszcilláló reakciók

This page is part of the website prepared by Sándor Nagy with kind permission from Erik Neumann as a translation to Hungarian of his original site MyPhysicsLab—Physics Simulation with Java.

oscillating chemical reaction
Vannak olyan különös kémiai reakciók, amelyek bizonyos oszcilláló viselkedést mutatnak, mely hosszú ideig megmarad. Íme néhány szimuláció, amely ilyen oszcilláló reakciókra vonatkozik.. 
Tekintsünk egy kétdimenziós teret (pl. egy vékony folyadékfilmet), melyben két kémiai species – U és V – reagál egymással, továbbá mindkettő diffundál is.  A rendszert a következő egyenletek írják le: Ut = λ(A)Uω(A)V + D \nabla2U
Vt = ω(A)Uλ(A)V + D \nabla2V
ahol A 2 = U 2+V 2 és \nabla2 = ∂x2 + ∂y2. A diffúziós állandó D. A λ és az ω függvényeket így definiáljuk: λ(A) = εa A2
ω(A) = cβ A2
A videók csak az U species koncentrációját mutatják a kettő közül.  A koncentrációt színek fejezik ki: a kék alacsony koncentrációt jelent, mely a kékeszöldön, a zöldön és a sárgán át halad a piros felé, mely a magas koncentrációt jelzi.  Az első négy videó különböző kezdeti feltételekre vonatkozik.  A következő paraméterértékeket használtuk: ε = 1, a = 1, c = 0, β = 1, D = 0,1.

A videók Microsoft .avi formátumúak, ezért valószínűleg csak Windowsos gépeken játszhatók le.
  1. Egykarú spirális hullámok.
  2. Kétkarú spirális hullámok.
  3. Oszcilláló négyzetháló.
  4. Mozgó párhuzamos sorok.
A további videók azt mutatják, milyen hatása van annak, ha az egyenletekben szereplő paramétereket megváltoztatjuk.  A paraméterértékek a következők: ε = 1, a = 1, c = 0, β = 1, D = 0,1 (ha mégsem, azt a videónál jelzem).  A kezdeti feltételek minden esetben azonosak az egykarú spiráléval.
  1. Gyors diffúzió: D = 0,4
  2. Forgás az óra járása szerint: c = 1,5
  3. Forgás nélkül: c = 0,9
  4. Káosz: béta = 2,5
  5. Káosz: a = 0,25

Alternatív prezentáció GIF-animációkkal

A fordító megjegyzése: Az AVI fájlok az én gépemen sem működnek rendesen, ezért animált GIF-ekké konvertáltam őket a VirtualDub szoftver segítségével. Sajnos, a szoftverkészítő nevét nem tudtam biztosan kideríteni (talán Avery Lee), de több jel utal arra, hogy van humora. Például a webhelyén ez a mondat olvasható mottó gyanánt: "Proof that I had too much free time in college". Azaz: Ebből is látszik, hogy túl sok szabadidőm volt a főiskolán. Köszönet érte a tanárainak...

Az animációk elérése: Húzzuk az egeret a megfelelő kezdőképre. Ha a GIF letöltődött már, akkor az illető animáció azonnal elindul. Az animációk folyamatos lejátszásra vannak beállítva (többnyire 1 másodperces pihenővel egy-egy lejátszás végén, majd újrakezdés). A sorszám és a cím a fenti listára utal.

egykarú spirál
1. Egykarú spirális hullámok
kétkarú spirál
2. Kétkarú spirális hullámok
oszcilláló négyzetháló
3. Oszcilláló négyzetháló
mozgó sorok
4. Mozgó párhuzamos sorok

 

gyors diffúzó
5. Gyors diffúzió
forgás az óra járása szerint
6. Forgás az óra járása szerint
forgás nélkül
7. Forgás nélkül
káosz
8. Káosz
káosz
9. Káosz
 

 

 


Látogatószám 2013.02.27. óta:

web stats