Дивергенция малых отличий.

Автор василий андреевич, января 25, 2016, 16:09:39

« назад - далее »

Роман Корабельщиков

   Предсистемная фаза1 характеризуется механической связанностью элементов  (органические и неорганические  частицы) и слоев. Межмолекулярные связи между этими частицами присутствуют в незначительной для нас степени. Т.е. это просто некая локальная заполненная частицами область.
    На системной фазе2 в процессе роста давления и температуры в роль вступают  межмолекулярные связи и "груда" частиц начинает приобретать некую цельность, которую уже можно назвать системой.
     Второе, что не вносит ясность - это энтропия. Дело в том, что энтропия может расти, а сложность системы расти, а затем падать и наоборот. И все таки мне хочется в данном применении с ней разобраться хотя бы на будущее.  Поскольку у меня  имеются всего лишь одни исходные данные - это то, что в обобщённом виде в процессе углефикации идет уплотнение угольных структур с общей направленностью на кристаллизацию, то энтропия системы в обычном (статистическом) представлении уменьшается, так как степень неопределённости нахождения молекул угля в пространстве уменьшается. Так то оно так, но порождает в голове много вопросов.
     Кристаллизация - это все-таки организация системы или самоорганизация?
     Уменьшение энтропии системы требует затратить внешнюю  работу или энергию, а здесь она выделяется.
      Макросостояния, которые используются в статистической физике опираются на микросостояния . Но при кристаллизации включаются в работу межмолекулярные связи, имеющие некий "избыточный" энергетический потенциал в молекулярных связях пришедших к ним по наследству из фазы1.  Он активизируется и совершает нужную нам работу.  Т.е. происходит процесс самоорганизации с образованием системы. Его как-то нужно привлечь и учесть в расчётах для макро и  микросостояний, но данный вопрос заходит в область теоретической физики. Возможно, тогда все окажется наоборот.
     Выскажу свою точку зрения для  обкатки  своих наработок в данном вопросе:  происходят одновременно два процесса: самоорганизации и организации. Это характерно для неоднородных систем с разного вида связями. Вопрос будет тогда в соотношении этих двух процессов и энтропию можно будет оставить на неопределённое  будущее.
     
   Продолжение следует...

Роман Корабельщиков

     Поднимемся на уровень выше. Рассматриваемая тема вообще-то соприкасается с образованием и метаморфозами неоднородностей образованных  органогенными породами в земной коре в процессе эволюции Земли, что находится  в сфере интересов  динамической геологии.  Мне не удалось достаточно просто  найти труды в этой области на обсуждаемую  тему с обоснованиями из  физики и математики самоорганизации систем.  Может кто-то подскажет?
     Поэтому рискну  изложить  достаточно очевидное, но с нужным акцентом.  Перед первой фазой в биосфере было образование "источника" в виде живых организмов– т.е.  процесс самоорганизации.  Затем начался его распад, т.е. деградация.
      Фаза 1 - это процесс захоронения – его осуществляет биосфера с источником потока энергии – Солнцем. При этом идёт дальнейший распад биомассы, т.е. деградация.
      Далее  процесс метаморфоз распадающейся  биомассы  продолжается  на фоне  усиления влияния   гравитации.  Гравитация здесь выступает как связь  Земли и системы (внешняя по отношению к системе) имеющая ярко выраженный организационный характер. При этом влияние межатомных/межмолекулярных (внутренних) взаимодействий еще очень малы по сравнению с гравитационной (внешней) составляющей.
       Во второй фазе доля в метаморфозах внутренних взаимодействий возрастает, но распад исходной биомассы, т.е. деградация при этом не прекращается.
        Сравнение на всем интервале метаморфоз исходного органического материала в конечный (уголь) говорит о процессе как о деградации с небольшой долей самоорганизации на 2-м этапе.

        Заключение.
       Эволюционирует ли система  аналогично эволюции живых систем?
      Поскольку система образуется и существует только  на 2-м этапе, ее сложность, не смотря на значительное совокупное количество атомов углерода в системе,  меньше уровня сложности большой органической молекулы, поскольку вся сложность системы сводится к сложности (количеству связей) её единичного элемента (кристаллической решётки). Новые свойства  системы в конце метаморфоз  по сравнению с имеющимися у слагающих ее элементов не появились, что видно из видимых конечных стадий (антрацит).
       Т.е. в целом в метаморфозах системы преобладает внешняя  организация с небольшой долей самоорганизации.

       Вывод у меня такой: система в целом не эволюционирует. 

василий андреевич

Цитата: Роман Корабельщиков от октября 14, 2021, 11:37:45Т.е.  для начала я выделил  пока только 2е фазы: предсистемную  и системную.
Роман, к моему удивлению, Вы очень даже хорошо ловите ключевые моменты и правильно акцентируете вопросы (это у меня такой комплимент).
  Система то, что мы в состоянии ограничить, как цельность, совокупно взаимодействующую со средой. Отсюда, пласт - система. Но пласт еще и среда для отдельного микрокомпонента, реагирующего на изменения во всем пласте. Далее - более. Мы можем охватить весь круговорот энергии-массы формации от источника сноса (и болота), через погружение в недра и последующей тектоно-магматической  деструкции, с превращением в источник сноса для следующей осадочной формации. И весь круговорот так же будет системой, подпитываемой солнечной радиацией, как средой.
  Ввести уровни организации не сложно: молекула-микрокомпонент-пласт-ритм-свита-формация и, наконец, регион сноса-захоронения. Но разделить четко среду и систему становится проблематично.
  Потому я поступаю так. Тупо делю совокупность на деструктируемый регион (области-источник) и собственно прогрессивно эволюционирующий (сборщик, концентраторщик). Получаем системность под символом 1+1/1!. А далее по убывающей, +1/2!+1/3!+...+1/n! Понятно, что в сумме получим число е, позволяющее переходить к "экспонентному мышлению".
  Расшифруемся. В осадочной формации выделяются четыре свиты снизу вверх - подугленосная, угленосная, межугленосная и вторая угленосная. В каждой свите шесть ритмов, в каждом ритме столько-то пластовых групп, в каждой группе столько-то пластов, в каждом пласте столько-то слойков, в каждом слойке...
  Получим, что как только мы выделяем систему, как угольный пласт, то и в нем необходимо выделять две мини-формации - одна разрушающаяся, другая эволюционирующая, которая подразделяется на условно бесконечное число уровней организации. Вот и выходит некоторое обобщение, позволяющее взглянуть на системность, как на "сеть сетей", где каждая ячейка является "сетью сетей".
  Главное в "системной ячейке" - это наличие источника и приемника. Прогрессивно эволюционирует приемник, который "метаболирует материальные сигналы" от источника так, что бы совершать работу над источником, понуждая его источать "сигналы" в тех дозированных формах, которые могут быть усвоены самим приемником.
  Сложно? Да. Но, надеюсь, проще, чем с триадой ДНК-РНК-Белок. Тут этих уровней и подуровней организации получим кучи с тележками.

  Как, если не изучать, то хотя бы описать? Можно и через введение "предсистемы". Действительно, то что происходит на буроугольной стадии, есть подготовка для перехода к "выживанию" в качестве пластового тела, как концентратора углеродных соединений. Для красного словца можно даже сказать, что буроугольные пласты подвержены естественному отбору, как конкурирующие особи за право "продолжить род".
  Потому для мощных угленосных формаций и характерно наличие четырех свит. Нижняя безугольная свита потому и безугольна, что все торфяные пласты в ней уже деградировали, становясь поставщиками "флюидных углеводородов" для пластов вышележащей свиты. И именно эти сигнальные поставки позволили пластам первой угленосной свиты "выжить" для перехода в стадию эволюции каменных углей. Но став устойчивыми каменными углями, они прекратили поставку "сигналов" для следующей осадочной свиты. Потому межугольная свита вновь начинает с деструкции своих торфяных пластов, подготавливая их, как ресурс для второй, верхней угольной свиты. При этом весьма примечательно, что именно на последней буроугольной стадии происходят кардинальные перемены в глинистых покрышках - они превращаются в аргиллиты, проницаемые для вертикальной фильтрации.

  Ну и как? Хоть чуть уловили, что мы вплотную подходим к Вашему призыву
Цитата: Роман Корабельщиков от октября 14, 2021, 11:37:45нужно связать воедино: эволюцию со всеми её не формализованными для геологии понятиями

василий андреевич

Цитата: Роман Корабельщиков от октября 14, 2021, 15:58:09Второе, что не вносит ясность - это энтропия.
С энтропией - это вопрос вопросов! Кудыж без нее, хотя бы "в уме".
  Как только вводим деструктирующуюся "половинку", то это тот рост энтропии, который позволяет рассматривать эволюционирующую, как весьма вероятную, хотя и с явными признаками понижающейся энтропии. Но в сумме энтропия уменьшаться не будет.
  Но важен и такой аспект, как рост разнообразия или комбинаторный рост. Эволюционирующая часть обязательно "дивергирует" исходными микрокомпонентами. Если витринит (водный гель) признать единственным микрокомпонентом, то, теряя-рассеивая воду на повышение общей энтропии, он, сволочь, еще и делится на слойки с разной отражательной способностью. А это дополнительный рост энтропии, который позволяет говорить о нулевом энтропийном балансе в стадии, так называемой, самоорганизации.
  Но я не люблю термин самоорганизация, пока не будут выявлены внутренние ресурсы системы, которыми можно жертвовать в угоду выживания "более приспособленных". Совершенно очевидно, что самоорганизация пожирает самою себя, следовательно, такой "мазохизм" дОлжно описывать, как настройку на "совершенствование" процессов метаболизма, обесценивающих внешний ресурс так, что бы в итоге получился перпетум мобиле - т.е. "совершенное существо" привнесло в историческую формацию больше, чем оно отобрало из среды.
  Но самое забавное, что вроде всё к тому и идет. Это как Вселенная образовалась не из сверхконцентрации Большого Взрыва или Божьей Воли, а из нулевых флуктуаций физического вакуума. Но это лучше оставить на "завтрашний завтрак".

василий андреевич

Цитата: Роман Корабельщиков от октября 15, 2021, 11:08:42Вывод у меня такой: система в целом не эволюционирует.
Потому и вводят понятие системности (вместо системы), что изолированная система может в итоге только деградировать к тепловому року. Я же вместо системности предпочитаю понятие формации (исторической), где нельзя прогнозировать будущее, без анализа-размежевания-бифуркции-дивергенции "истории".
  Например, "бифуркации" в первой угленосной свите, дадут свои плоды только после становления второй, которая обесценит (извратит историю) становления своего пращура. (Можете самостоятельно оценить с этой кочки зрения нынешнюю политику).

  ПП. Так что давайте свои вопросы. И не соглашайтесь со мной, если хотите оспорить. Может и доберемся четче до понятия энтальпия.

Роман Корабельщиков

Василий Андреевич.
   Если уж мы в другой теме затронули тему муравейника, то если я правильно понял приведённую вами аналогию, замечу, что при внешней схожести напластований угля на формирование муравейника, при рассмотрении мы имеем дело с разными процессами, в добавок уводящие довольно далеко на просторы системообразования.
   Первое отличие заключается в том, что сама по себе структура муравейника не является настолько стабильным образованием, как это кажется внешне. Например,   муравьи для просушки муравейника заняты перемещением  вверх-вниз составляющих его хвоинок.
Затрагивая  вопрос о эволюционных волнах, как я вижу, для их образования против гравитационной составляющей требуется намного большая сложность системы, чем имеющаяся у пластов углей.
   Т.е. волны эволюции должны наблюдаться по горизонтали.  Отсутствие свидетельства таких волн говорит о каких то экзотических непонятных процессах эволюции угля от одного к другому виду на длительном временном этапе.
    Если рассмотреть то, что может происходить на периферии и  допустить, что гелеобразные составляющие могут выдавливаться и подниматься по краям вверх, то требуется  иметь какие-то способы проникновения их по горизонтали, обеспечивая однородную подпитку всего пласта.
Конечно, с другой стороны можно провести параллель и сказать, что насколько муравейник является системообразующим каркасом в жизни муравьёв, настолько пласты угля в процессе углеобразования являются и причиной образования и его следствием. Но тогда мы приходим к варианту образования новых формаций из старых, а не так как в вашей модели, где должен везде работать гель, а формации играть роль поставщиков "микроцентров" катализации для следующего шага.
    Также процессы образования "новых" видов угля из "старых" в макромасштабах напоминают (по крайней мере мне) самоорганизацию вещества в неустойчивом состоянии с переходом из "старого" в "новое" (другое) состояние. Но дальше локальных зон микроцентров этот процесс не заходит. Неочевидно почему. 
    Причине видимо кроется в большой пространственной разделённости этих центров, для преодоления которой требуется  еще большая неустойчивость (флуктуации), чем текущая (давление, температура) . Т.е. роль геля, заполняющего внутреннее пространство и пополняющего локальные точки роста все новых форм угля не получается, иначе бы уже на фазе витринита произошёл  бы скачкообразный переход всего слоя в достаточно однородное состояние с вкраплением в него различных остатков.

василий андреевич

  Роман, Ваши сомнения-суждения верны. И на все сомнения есть у меня конкретные ответы, но они будут частными. А хотелось бы, как и Вам, всеобщности.
  В своей теме Вы, по сути, выстроили, как я называю, Аристотилеву лестницу чудес, когда логарифмический подход к подсчету "эволюционной продвинутости" показывает, что наличествует факт "стояния" организмов-систем с разным уровнем "сложности". Отобразив сложность, как точку, получим над временной шкалой восходящую гиперболу из точек, практически такую же, как получил мл. Капица из подсчета роста численности людей на планете.
  Заменить гиперболу на логарифмию или экспоненту - нет проблем, проблема в самом "законе восхождения", ибо между точками на восхождении нет прямой связи. Мы сами, своим волюнтаризмом, соединяем эти точки в алгоритм, а потом удивляемся, что дотошный обозреватель окрестностей вводит Бога-соединителя, как породителя алгоритма.
  Здесь и сейчас коснемся, чем может помочь анализ углепреобразования.
Цитата: Роман Корабельщиков от декабря 27, 2021, 14:09:22напоминают (по крайней мере мне) самоорганизацию вещества в неустойчивом состоянии с переходом из "старого" в "новое" (другое) состояние.
Самоорганизация, это то, что осуществляется за счет внутреннего резерва. Берем грамм сухого торфа и сравниваем с граммом сухого угля. Окажется, что при окислении грамм угля выдаст больше тепла, чем торф (или бурый уголь). Вопрос, откуда в грамме углерода взялось больше энергии, чем в его эволюционно младшем брате. Отвечаем, дополнительная энергия копилась в межатомных связях, т.е. в структуре.
  Но структура не может восходить по энергетической шкале "сложности", ибо это противоречит второму (энтропийному) началу. Уж почти лет тридцать, как я отказался от готовой защиты степени, сказав, что не могу, пока не разберусь со скрытым парадоксом "вечного двигателя" прогресса. И даже статейку в "Недра" предложил, с подачи академика Голицына, который сказал - ничего не понял, но что-то интересно.
  Неустойчивое состояние - это балансирование над "энергетической пропастью", иначе называется гомеостаз, как вариант динамического равновесия.
  "Заткнемся" и тупо будем считать. Дан концентрат углерода в образе торфа с минимальной энергией в структуре связей. Эти связи могут только распадаться. При распаде выделяется беспорядок в виде тепла. Тепло не рассеивается, а с каждым элементарным актом распада, поглощается более энергоемкой структурой. Получаем представление о условно обособленной (изолированной=замкнутой) системе. Как понимаете, вопрос в том, какой закон дозволяет (не запрещает) рассеянному теплу совершать работу не по дезынтеграции, а по консолидации?
  Вроде такого закона нет. Даже кристаллизация (конденсация) происходит с выделением-рассеянием тепла-хаоса. А на эволюционной "шкале сложности" мы видим именно таковой "запрещенный" процесс, когда тепло не рассеивается, а концентрируется, преобразуясь в иную форму связей.
  Но это не процесс поддающийся алгоритмии, а прерывистость из точек состояний. Что между точками? Теми точками, которые зависают над пропастью потенциально минимума?

  пожалуй, этим вопросом пока ограничусь. Что бы не давать своего ответа - Вы, Роман, попробуйте выдать свой ответ. Я лишь обозначил границу, которую необходимо перейти, ибо это краеугольно. Обычный ответ: система самоорганизуется с понижением энтропии за счет повышения энтропии граничных систем.
  Но тепло от деструкции и есть повышение энтропии, но это тепло не рассеивается в тепловой рок вселенной. А как оно может совершать полезную работу по рождению консолидирующих сил?

Роман Корабельщиков

      Оценка энтропийных процессов при углеобразовании.
   Похоже, что большая часть трудностей при рассмотрении процесса углеобразования с точки зрения энтропии связаны с проблемами  описать традиционными методами  последовательно все его фазы и процессы. Поскольку не очевидно как различные подходы состыковать между собой получается набор отдельных цифр, требующих соединения их воедино.
    Предлагается изменить сам подход и подобрать точку зрения, упрощающую задачу путём сведения всего многообразия к  минимуму.
    В качестве такого подхода можно выбрать эволюцию углерода от рассеянного  в некотором объеме воздуха (N м.куб.)  до состояния антрацита в 1 м.куб.  Собственно говоря это упоминалось в косвенном виде уже не раз, но идея как сделать ускользала от внимания.
   Второе, что требуется - это выбрать единую точку зрения на энтропию для всех предполагаемых этапов. Предлагается все рассматривать с точки зрения сложности и соответственно сводить все виды энтропии к одному виду (с точки зрения информатики). В качестве исходного состояния для расчёта энтропии выберем углерод содержащийся в 1 кубометр воздуха у поверхности  при н.у. и посмотрим  все метаморфозы происходящие с содержащимся в нём углеродом.  Начальное значение энтропии примем за нулевое.
   И третье. Поскольку все процессы  происходят достаточно медленно, можно считать, что равновесное состояние не нарушается и в каждый отдельный  момент времени оно происходит адиабатически и  изотермически.
   Еще заманчиво попробовать использовать для упрощения  расчёта теплоту сгорания, но мне кажется, что в этом направлении  есть серьёзные подводные камни и расчёт может быть не совсем корректен.
    Даже в таком виде требуется ещё проработать детали, что требует времени. Поэтому  видимо я его выложу попозже.

Роман Корабельщиков

         Нижеприведенное  вполне могут переварить стеденты, так что оставляю поле для творчества. ))
        Тапками меня прошу не закидывать )) Я совсем не химик ))
    Имеем на первый взгляд следующий набор этапов.
1. Углерод рассеянный в воздухе в виде СО2 . 
Имеем при нормальной температуре 1 моль/литр и соответственно 6*1023*1000 молекул. Содержание современное 0,036%.  В начале Карбона 0,36%.  Примем в начальной точке S =0.
2. Фотосинтез
   Переводит атомы углерода  в органические молекулы древесины. За весь интервал углеобразования  эти молекулы имеют максимальную сложность. Но если зачем-то понадобится сделать  расчет  энтропии кубометра древесины,  придется принять во внимание относительно малую плотность углерода в древесине и энергию связей накопившуюся во всех молекулах .  Хотя считается, что падающее на землю солнечное излучение имеет по отношению к излучению  земли  дефицит физической энтропии и оно должно уменьшать энтропию самоорганизующейся системы, с точки зрения информационной энтропии системы происходит все наоборот.
   Однако известно и мы можем определить S через энергию Гибса при фотосинтеза глюкозы  для одного атома углерода.
При фотосинтезе энергия Гибса 1 моля СО2 составляет 114 Ккал = 478,8 Кдж. Т.е. энергия связывании 1 моля  С в глюкозу из воздуха составляет  478,8 Кдж.
Т.е. S1 = 478,8 Кдж/моль углерода.
   А  дальше нас интересует преобразование глюкозы в лигнин, но по этому процессу нет данных. С другой стороны, лигнин  промежуточный этап и мы его можем опустит, полагая, что источником энергии почти всех дальнейших процессов в растении  служит глюкоза и остальное  её дальнейшие производные.
   Примем во внимание,  что часть глюкозы участвует в самом фотосинтезе и в реальности количество энергии ушедшей на образование молекулы глюкозы больше. Т.е. учтем величину косвенных затрат на дыхание,  синтез и растительное строительство, что приводит к  роста энтропии на этом этапе. Оценка составляет порядка 35-45%.  Примем его равным 40%. Т.е. исходная величина S1  должна быть больше в 1,6раза. Получаем для формирования углерода в «растение» нужно  использовать примерно 800 Кдж/моль атомов углерода. Эта та энергия, которая сопровождает растение во время жизни.
    Потери энергии при самом синтезе глюкозы, переносе энергии коротковолновых фотонов, неполного поглощения света и т.п.  мы опускаем, т.к. они относятся к эффективности преобразования солнечного света и ничем нам не помогут.
3. Образование торфа.
    Для первой из стадией в углеобразовании отсылают к торфу. После гибели растения, идут процессы гумификации. В составе торфа присутствует  лигнин.  Но поскольку и состав  лигнина непостоянный и его процентное содержание очень сильно колеблется, отсутствует цифры,  на которые можно было бы опереться в расчетах через  лигнин.  Также для процесса разложения древесины нет подробностей  в отношении гумификации, трансформации   лигнина  и целлюлозы.
Как я его понимаю,  этот процесс идёт большей частью (но насколько большей?) без участия кислорода в основном за счет разрывов водородных связей. Теоретически, если знать  среднюю плотность исходного торфа и количество атомов углерода в единице объема, можно было бы оценить  и эту Энтельпию. Но таких данных нет.
Нам все же нужно оценить плотность хотя бы на основе современных торфов для оценки той энергии, которая передается в систему в процессе её сжатия по мере её захоронения. Приеме его сухой вес 400 кг/м.куб.  Содержание С в нем может сильно колебаться. Верхняя оценка 60%. Кислорода до 33%. А водорода совсем мало, до 6%.
Т.е. содержание углерода  4*105 г/м3 *0,6 = 2,4*105 г/м3    Количество молей  2*104 моль/м3   
Теплота сгорания сухой массы достигает 33,8 КДж/г. Или  8,11*106 КДж/м3  , и 
S3 =  405,6 КДж/моль .
    Величина сопоставима с энергией связанной  с углеродом в глюкозе. Что говорит о возможности опустить промежуточные этапы и использовать здесь теплоту сгорания.
Если бы мы попробовали воспользовались теплотой сгорания a-глюкозы, которая  составляет 2802 КДж/моль, то получили бы большую разницу и  что с ней делать - мне непонятно.
4. Метаморфозы разных видов угля.
   Нам требуется учесть глубину залегания и соответственно появится составляющая  mgh , где m - масса молекул углерода в 1 куб породы.
Также  происходит дальнейший распад молекул в сторону увеличения однородности состава и соответственно с понижением энтропии (информационной) и одновременно  её повышением за счет уплотнения  "упаковки " молекул в породе и образования новых связей С-С.
Также происходит постепенный нагрев и рост информационной энтропии. Доли и роль источников нагрева нужно еще определить.   
5. Разные видов углей.
  Можно рассчить S для каждого вида угля на заданной глубине свои значения или учесть его долю в углях на этой глубине и построить график изменения S конкретного угля  от глубины  или совокупности всех видов углей от глубины.
   Температурный градиент сейчас 4град/100м.  Раньше был больше до 10град/100м.  Температура поверхности была 34гр.
   Формула Менделеева  Qsaf=81С + 300Н − 26(О-S)
    где С, Н, О, S — массовая доля элементов в веществе ТГИ, %

5.1  Бурый уголь.
   Сухой вес 1260 кг/м.куб.  Содержание С 69%. Кислорода до 25%. Водорода 5,5%.
Т.е. содержание углерода  1,26*105 г/м3 *0,69 = 8,7*105 г/м3    Количество молей  7,24*104 моль/м3   
Теплота сгорания сухой массы достигает 32 КДж/г. Или  27,8*106 КДж/м3  , и   
S4 = 384 КДж/моль.
Температура образования 100гр. Глубина (100-34)*100/10 = 660м.
Добавки информ. энтропии  на 1 куб.
S= mg*dh= 1,26*106 г *10*660 = 8316 *103 КДж/м.куб = +114,86 КДж/моль.
Теплоемкость  1440 Дж/(кг*К). 
Q = (100-34)*1440*1,26*103 = 119,7*106 Дж/м.куб =  +1653 Дж/моль.
S4+ = 384 +114,86 +1,653 = 500  КДж/моль.
Т.е. основная энергия по углефикации находится в области работы гравитационных сил. Температура скорее является условием. В расчетах ее можно не принимать.

5.2  Каменный уголь.
     Сухой вес 1350 кг/м.куб.  Содержание С 82%. Кислорода до 13%. Водорода 5%.
Т.е. содержание углерода  1,35*106 г/м3 *0,82 = 1,1*106 г/м3    Количество молей  9,22*104 моль/м3   
Теплота сгорания сухой массы достигает 37 КДж/г. Или  40,7*106 КДж/м3  , и   
S5 = 441,4 КДж/моль . 
Похоже, что из S4+ в S5 перешло 57 КДж/моль
Температура образования 150гр. Глубина (150-34)*100/10 = 1160м.
Добавка информ. энтропии  на 1 куб.
S= mg*dh= 1,35*106 г *10*500 = 6750 *103 КДж/м.куб = +73,2 КДж/моль.
S5+ = 441,4  +73,2 = 514,6  КДж/моль.

5.2  Антрацит.
    Сухой вес  1600 кг/м.куб.  Содержание С 95%. Кислорода до 2,5%. Водорода 2,5%.
Т.е. содержание углерода  1,6*106 г/м3 *0,95 = 1,52*106 г/м3    Количество молей  126, 66*103 моль/м3   
Теплота сгорания сухой массы достигает 36 КДж/г. Или  8,11*106 КДж/м3  , и   
S6 = 405,6 КДж/моль.
Температура образования 300гр.  Глубина расчетная (300-34)*100/10 = 2660м.
Добавка информ. энтропии  на 1 куб.
S= mg*dh= 1,6*106 г *10*1500 = 24000 *103 КДж/м.куб = +260,3 КДж/моль.
S6+ = 405,6   +260,3 = 666  КДж/моль.

   В целом видно, что для создания условий образования углей достаточно температуры недр земли. Саморазогрева пласта мы не учитываем.
   Кроме того, судя по литературе, глубина залегания не для всех видов углей является определяющим фактором.  И поскольку накопленной потенциальной энергии с лихвой хватило бы на увеличение энергии сгорания, если бы она всегда переходил в структуру, в основном используется ее малая часть, за исключением перехода между бурым и каменным углями.

      Дополнительно
Углерод рассеянный в воздухе в виде СО2 .  Имеем при нормальной температуре 1 моль/литр и соответственно 6*1023*1000 молекул и S =0.
Антрацит  в 1 кубе  0,95* 1,6*106/12 = 126 666 молей С.
СО2 : в воздухе 0,036%, удельный вес ~2*103 г/м3
его вес в воздухе  2*103 г/м3 *3,6*10-4 = 0,72 г/м3  при весе  44 г/моль, в 1 кубе 0,72/44 = 0,163636.. молей СО2  и соответственно  молей самого С.
С учетом веса  С =12г/моль имеем 0,163636*12 ~ 2  г/ м3 .
Значит для образования 1 м.куб. антрацита сейчас понадобится 774 070  м.куб. воздуха!
А в начале каменно-угольного периода углекислого газа было немного больше. Оценивают его в размере  0,3 -0,4%.
Примем 0,36%. Получаем 77 407 м.куб. воздуха.

василий андреевич

  Что ж, Вы избрали интересный путь решения, хотя и небезупречный, ввиду многочисленных допущений, но главное - "добавка информационной энтропии".
  Самое простое, на мой взгляд, начать решение с термодинамического условия равновесия в земной коре материальной "точки". Условие равновесия точки - это равенство двух противовекторов: гравитационного и температурного. Допустив, что при малом перемещении точки, ее плотность не меняется, получим, что условием равновесия является геотермический градиент приблизительно в тридцать градусов на километр, что соответствует среднестатистическому по планете.
  Однако на значительных перемещениях (метры) будут сказываться аномально высокие скачки плотностей, следовательно, им должны соответствовать температурные аномалии, которые на практике неизмеряемы.

  На микроуровне углеродных связей имеем, что естественный распад низкоэнергетической связи выделяет тепло, активирующее и более высокоэнергетическую связь. Это пример обратной положительной связи, реализуемый при горении-окислении. Подобные связи удобно именовать энергией активации. Условие "статики" горения - "теплотворность (это устаревший термин)" равна внутренней энергии (полной энергии связей) за вычетом энергии идущей на активацию этих связей.
  "Теплотворность", правильнее, удельная теплота сгорания - это хорошо изученный параметр состояния углей всех марок и видов. На сухое топливо, самый низкий у дров, выше торф, бурый уголь, каменный (с антрацитами). Но есть еще суперантрациты и графиты. У последних удельная теплота сгорания оказывается наравне с дровами, а у графитов много ниже - это связано с крайне высокой энергией активации межуглеродных связей.
  Получаем экстраполируемую по точкам "горбатую" кривую над осью глубин формирования углей от условного нуля, соответствующего углекислоте, с подъёмом к углям жирных и коксовых марок, а затем снижающуюся к тощим углям, антрацитам, и графитам. Какие процессы происходят между точками на этой кривой - загадка эволюции.
  Но до поры о них можно не гадать, а выстроить еще две кривые исходя из энтальпийного принципа первого начала (для изолированных систем). Энтальпия, как параметр состояния системы, равна сумме внутренней и внешней работе. Энтальпия - это та энергетическая суть, которую можно превратить в полезную работу за вычетом налога на энтропию. Другими терминами, энтальпия это "внутренний" потенциал Гиббса, который затем переименовали в химический потенциал.
  Так как в термодинамике условлено, что внутренняя работа системы над средой положительна, а внешняя работа среды над системой отрицательна, получаем набор из трех экстраполируемых по точкам траекторий: верхняя возрастающе-затухающая кривая логарифмична (экспонентна), под ней горбатая кривая энтальпии, а в отрицательной области энергии имеем нисходящую логистическую кривую, похожую на кривую арккотангенса.
  Если с верхней и средней кривыми Вы столкнетесь при изучении информатики, то нижняя логиста обычно отсутствует. Что это за кривая? На первый взгляд, она связана с неравномерным ростом энергии активации с глубиной. У меня под руками нет данных  о этой энергии, но уверен, что они не будут соответствовать логисте и окажутся много меньше теоретических значений (можно получить и обработать данные из лабораторных измерений по температуре активации). Обычно в каждом образце будет серия из активационных температурных скачков, о чем придется в информационном смысле судачить особо.

  Мимоходом скажу, что еще давно мне пришлось выводить ниспадающую логисту, исходя из гипотезы движения материальной точки по дуге, а не вертикальной прямой, получил, что работа среды как раз пропорциональна арккотангенсу отношения перемещения вглубь к горизонтальному перемещению. Правда был и переменный коэффициент, связанный с температурными и плотностными дельтами.

  И вот теперь главное вопрошение к Вам. Можно ли горбатую кривую энтальпии-потенциала отождествить, через энтропию, с информацией, усваиваемой межуглеродными связями (с посредниками из водорода и пр.)?
  Если да, дескать можно попробовать, то придется искать источник (а он есть!), который кодирует сигналы тем образом, который обеспечивает доставку к строго определенным декодерам.
  Я не люблю термин информация, но считаться вынужден.

Дарвинист

Цитата: василий андреевич от января 28, 2022, 08:32:20то придется искать источник (а он есть!), который кодирует сигналы тем образом, который обеспечивает доставку к строго определенным декодерам.

То есть, выходит, что следует признать следующее (!): структура есть запись алгоритма решения задачи ее синтеза? Этакая схема Шеннона...

Дарвинист

Если "да" - не буду иметь ничего против.
В соседних темах я поднимал вопрос об универсальной структуре, она, возможно, вполне аналогична представлению об алгоритме. Тогда мнение уважаемого Максета, пусть и наивное - на первый взгляд, - имеет под собой основу.

василий андреевич

  Эдак Вы, дорогой Эвол, станете более метафизиком, чем грешен я.
  Вы знаете о моем "неровном дыхании" к странному аттрактору, как области, выработка которой предшествует реакции на эту область у окружения. И это область потенциального минимума - эдакая "незаполненная ниша". Может ли эта область быть структурирована - надо разбираться. Но универсальной структурой считать ее не следует, потому как это работа случайных сил. А не факторов, как в классической теории углефикации.
  На пальцах, странный аттрактор формируется средой, как плод ее отрицательной работы над системами. Натянем некорректную аналогию: работа над проектом дома - это созидание структуры странного аттрактора, который может заполниться добротными строй материалами, а может оказаться песчаным замком. Не возьмусь судить о способности генома к такого рода отрицательной работе, но для угленосного бассейна именно так и выходит, только проект корректируется с периодическим постоянством во время строительства.
  Влоб имеем вытеснение легкими эволюционирующими осадками плотных горных пород, вынужденных воздыматься по окраинам региона осадконакопления, разрушаться и питать продуктами распада процесс осадконакопления. Так как все угленосные бассейны мира - это однотипная череда слоев с четко выраженной ритмикой (флиш, флишоид), заключаем, что представления о странном аттракторе, как текстурированной нише, за которую идет конкурентная "борьба", вполне реалистичны.
  Подробнее с элементами метафизики. Слои-пласты снизу вверх - это память от древней закостенелой к нарабатываемой как сиюминутный опыт. Сжатие-деформация дремучей памяти при заполнении странного аттрактора организуется, как продольная волна зоны разряжения, перераспределяющейся к поверхности. На поверхности зона разряжения заполняется молодыми осадками особым образом. Пока зона растяжения на протяжении тысяч лет набирает силу, она заполняется молодым торфом, который препятствует поступлению осадков с окраин, и таковые осадки копятся на периферии. Когда растяжение достигает максимальных значений, достаточно мощный торфяник отторгает воду, сжимается и катастрофически погребается под толщей крупнообломочных пород, ждавших своего часа на окраине ойкумены - эдакие варвары, дождавшиеся эпохи стагнации патрициев.

  Можно и только через физику, но прозаично до скуки. Дело в том, что осадочные породы следует уподобить лоскутному одеялу. Из-под одеяла тепло не рассеивается, а участвует в процессах диа-катагенеза осадков. Где нет одеяла, там высокий геотермический поток, увлекающий горные породы к воздыманию и выветриванию.

  Самые же интересные процессы идут на уровне мацералов (микрокомпонентов) при углепреобразовании. Тут шутками не отделаться, впечатление запрограммированного процесса налицо. Но программы нет и в помине. Хотя о информации, циркулирующей от источника к приемнику, обладающему декодером сигналов - есть, вернее должна быть.

Дарвинист

Цитата: василий андреевич от января 28, 2022, 17:50:15Эдак Вы, дорогой Эвол, станете более метафизиком, чем грешен я.

Не дождетесь, уважаемый василий андреевич. Вопрос с подвохом, разумеется, в расчете на оживление дискуссии.

Дарвинист

Цитата: василий андреевич от января 28, 2022, 17:50:15Подробнее с элементами метафизики. Слои-пласты снизу вверх - это память от древней закостенелой к нарабатываемой как сиюминутный опыт. Сжатие-деформация дремучей памяти при заполнении странного аттрактора организуется, как продольная волна зоны разряжения, перераспределяющейся к поверхности. На поверхности зона разряжения заполняется молодыми осадками особым образом. Пока зона растяжения на протяжении тысяч лет набирает силу, она заполняется молодым торфом, который препятствует поступлению осадков с окраин, и таковые осадки копятся на периферии. Когда растяжение достигает максимальных значений, достаточно мощный торфяник отторгает воду, сжимается и катастрофически погребается под толщей крупнообломочных пород, ждавших своего часа на окраине ойкумены - эдакие варвары, дождавшиеся эпохи стагнации патрициев.

Вот это - действительно метафизика, в духе, предположу, пантеистическом.