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貝納特流

鎖定
貝納特流(英文Rayleigh–Bénard convection)是一種自然現象。
中文名
貝納特流
外文名
Rayleigh–Bénard convection
類    屬
自然現象
藝    考
能量和物質交流
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,液層頂部温度亦均勻,底部與頂部存在温度差。當温度差較小時,熱量以傳導方式通過液層,液層中不會產生任何結構。但當温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、化學反應以及激光等非線性現象中。
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温度差的條件就是確保遠離平衡態。③系統內部存在着非線性相互作用。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。