Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

С. И. Бардан, Б. М. Долгоносов условий для развития молекулярной диффузии ионов через внутренние разделы в растворах. Причем, они возможны только в тех случаях, если фазы (растворы), находящиеся в прямом контакте, обратимо взаимодействуют (в термодинамическом смысле [13-16, 23, 35]). Под локальным («мозаичным») равновесием понимается гипотеза о существовании в смесях, примыкающих к поверхностям раздела, множества промежуточных состояний, одновременно наступающих в разных частях данной физико-химической системы во времени, а «мозаично» - в пространстве, каждое из которых можно рассматривать как равновесное по отношению к скоростьрегулирующим диффузию физико-химическим процессам и реакциям. Для произвольного момента, возможность развития диффузии ионов через границу раздела будет определяться пространственно-мозаичным нарушением стационарности условий, которые сформулированы для систем (1-3). Формально эти факторы действуют через условия, определяющие устойчивость поддержания скоростей деформации слоистых структур, например, растягивание границ ламелл в ЗС стоковыми и градиентными течениями. Введение принципа локальных равновесий позволяет формально корректно применять в расчетах трансформации веществ, основное уравнение термодинамики Гиббса - Дюгема, а также уравнения стехиометрии для реакций с диффузионно контролируемыми процессами в растворе (или возможные только при условии развития молекулярной диффузии [1, 2, 13, 23, 35]). В целом формирование пространственно «мозаичных» равновесий у границ раздела в растворах следует и из более универсального принципа [13, 14], который позволяет неравновесную в целом систему разделять на отдельные части: подсистемы - структуры - области, в которых локально (в пространстве - времени) развиваются процессы, не соответствующие ее общему (условно среднему) состоянию. Выводы 1. Сформулирована задача о переносе субстанции через границу внутреннего раздела растворов разного состава для стационарных условий - при деформации растягивания пары разделяющих прослоек, примыкающих к границе неограниченной протяженности. Аналитическое решение получено в виде Dxt-функций относительно особой точки в плоском пограничном слое, ограниченном двумя полупространствами для ламинарного и турбулентного режима переноса (определяется условиями о неразрывности для границ разделов). 2. При аналитическом решении системы уравнений получены безразмерные формы кривых объемного перемешивания двух видов: Dxt =f(x,t). Они соответствуют реально наблюдаемым процессам опреснения вод океанической солености и осолонения слабых растворов пресных вод. 3. Пространственная форма функций Dhl =f( х,Іп ) также реализуется в виде двух семейств изолиний, образующихся выше и ниже границ внутренних разделов в растворах. Для случая равенства объемов перемешиваемых растворов системы - функция зеркально симметрична. 4. Две ветви перемешивания разбавлений морских солей - осолонения-насыщения субстанциями и опреснения-разбавления - возникают одновременно и развиваются независимо друг от друга. Они разделены « полупроницаемой » поверхностью - для молекулярного диффузионного переноса, которая одновременно является «квазитвердой» - относительно турбулентных пульсаций из потоков и определяется характером поверхностных сил, действующих в объектах данного рода. 5. Автомодельность решения (12) служит основой ряда заключений о формировании и основах устойчивости слоистых структур в разных масштабах: а) самоподобие - определяет, что любые преобразования размеров системы сохраняют ее подсистемы, свойства и структуру, существующие (выявленные) на других масштабах и с другим разрешением; б) каждая часть слоистой структуры содержит информацию о всей системе (с поправкой на масштаб); в) однородность форм распределения ci = fD ^ ) в объеме, занятом жидкостями, определяется свойствами пограничного слоя 5, разделяющего взаимодействующие растворы разного состава, вплоть до момента полного перемешивания (с вырождением кривых в точку на плоскости). 80 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25)