Труды КНЦ вып.9 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ) вып. 9/2019(10)

математическое моделирование на ЭВМ природных процессов, базирующихся на основе экспериментальной, эмпирической и термодинамической информации. Термодинамическим исследованиям отводится важная роль при анализе процессов, сопровождаемых химическими и фазовыми превращениями в широком интервале температур и давлений. Для равновесных или локально равновесных процессов расчёт параметров состояния позволяет с относительно высокой точностью моделировать реальные условия и представлять информацию, которую пока невозможно произвести экспериментальным путём в лабораторных условиях. Равновесные расчеты (численный эксперимент) отражают лишь качественные тенденции. Условие равновесия в системе, приводящее к задаче условной минимизации, может быть представлено в эквивалентной форме, как условие определения степени протекания реакций в сложной системе. Для исследования промышленного процесса необходимо использовать термодинамику необратимых процессов через решение систем нелинейных уравнений с ограничениями в виде равенств и неравенств, которые часто не имеют точного аналитического решения. Принято считать, что состав и термодинамические свойства равновесных продуктов однозначно зависят от элементарного состава, температуры и давления [1,2]. Автором показано, что система уравнений констант равновесия и материального баланса имеет одно единственное решение, отвечающее физическому смыслу. Это позволяет широко использовать термодинамические методы исследования для решения многочисленных задач. Например, оценка температуры и давления протекающих процессов в природной среде, при которых происходило образование минералов, является важной задачей для прогнозирования протекающих в природных условиях постмагматических (метаморфических) процессов. Для данной цели исследуется химический состав совместно присутствующих в природном образце минералов, и осуществляют расчёт на основании констант равновесия химических реакций. Наличие равновесия в исследуемой природной системе позволяет оценить исходные Р-Т параметры процессов образования минералов при магматических, метаморфических, метасоматических, гидротермальных и рудообразующих процессах методом TWQ [3]. Исследование природы метаморфических и метасоматических преобразований пород рудоносных интрузивов предполагается проводить при комплексном использовании современных методов оценки термодинамических и физико-химических условий их формирования. Обычно для оценки фазового состава, твёрдых, летучих компонентов и флюидного режима в целом используется метод минимизации свободной энергии Гиббса [4,5]. Такой подход в планируемых исследованиях представляется перспективным для поиска равновесных составов в природной системе, а также позволяет более обосновано оценивать Р-Т условия, в которых формировался исследуемый объект. Компьютерный расчет химических взаимодействий действительно имеет ряд несомненных преимуществ перед трудоемким модельным экспериментом. Основой физико-химического моделирования является описание объекта и процессов, протекающих в нем с изменением его свойств, а также состава компонентов. При этом термодинамическое моделирование позволяет проследить поэтапный (например, в зависимости от Р-Т параметров) механизм преобразования в гомогенных и гетерогенных системах компонентов твердой 173