Владимир Петров - Законы развития систем

— увеличения степени пустотности.

Увеличение степени пустотности является частным случаем перехода к КПМ , а переход к КПМ — частный случай изменения степени дробления .

Изменение количества степеней свободы и степени дробления , а также переход к КПМ и увеличение степени пустотности представляют собой тенденцию изменения связанности (рис. 7.83).

Рис. 7.83. Схема закона изменения связанности

Об «умном» веществе мы говорили в п. 7.2.5.

Рассмотрим другие тенденции.

7.5.2. Тенденция изменения концентрации вещества

Эта тенденция представляет собой одно из направлений закономерности управления веществом(рис. 7.84).

Рис. 7.84. Схема закона изменения связанности

Концентрацию веществаможно увеличивать или уменьшать.

7.5.2.1 Тенденция увеличения концентрации вещества

Увеличение концентрации вещества позволяет легче управлять процессами.

Пример 7.128. Химическая реакция.

Чтобы вещества прореагировали, необходимо, чтобы их молекулы столкнулись. Вероятность их столкновения прямо пропорциональна количеству молекул реагентов в единице объема, т. е. молекулярным концентрациям реагентов.

Пример 7.129. Критическая масса.

Критическая масса в ядерной физике — это минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала самоподдерживающейся цепной реакции делания.

7.5.2.2. Тенденция уменьшения концентрации вещества

Пример 7.130. Гомеопатия.

Гомеопатия использует сильно разведенные вещества.

7.5.3. Тенденция увеличения степени дробления

7.5.3.1. Общая тенденция увеличения степени дробления

Тенденция увеличения степени дробления (дисперсности) —это постепенный переход от твердогосостояния к гибкому жидкому, газообразномуи полю 327 .

Чаще всего эту тенденцию применяют к рабочему органу.

Твердостьможет быть разных степеней и зависит:

— от межатомных расстояний;

— координационного числа — чем выше число, тем выше твердость;

— валентности;

— природы химическойсвязи;

— направления(например, минерал дистен (кианит) — вдоль его твердость 4,4, а поперек 7);

— хрупкости и ковкости;

— гибкости — минерал легко гнется, изгиб не выпрямляется (например, «тальк» );

— упругости — минерал сгибается, но выпрямляется (например, «слюда» );

— вязкости — минерал трудно сломать (например, «жадеит» — разновидность пироксена);

— спаянности.

Пример 7.131. Лонсдейлит.

Наиболее твердым из существующих на сегодняшний день материалов является лонсдейлит 328, на 58% превосходящий по твердости алмаз, однако маловероятно практическое использование из-за сложности его получения. Самым твердым из распространенных веществ является алмаз.

Рабочий орган может быть монолитными немонолитным(состоящим из отдельных частей). Вещество рабочего органа может меняться от твердогок нетвердому(мягкому, гибкому), жидкому, газообразномуи перейти в поле.

Рассмотрим более детально последовательность дробления. Она представлена на рис. 7.85.

Рис. 7.85. Схема тенденции увеличения степени дробления

Эта последовательность характеризуется переходом от твердой монолитной системы (1)к гибкому, эластичному объекту (2). Дальнейшее дробление приводит к разделению объекта на отдельные части, не связанные между собой или связанные с помощью какого-либо поля, например, магнитного.

Дробление идет в сторону измельчения каждой части вплоть до получения мелкодисперсного порошка или микросфер, т. е. объект становится порошкообразным (3).

Следующий переход приводит к гелю (4) — пастообразному веществу.

Затем изменяется степень вязкости вещества до получения жидкости (5). Далее изменяется степень связанности жидкости. Используются более легкие и летучие жидкости.

На следующем этапе в жидкость добавляют газ (газированные жидкости). Количество газа в жидкости увеличивается, процентное содержание газа в жидкости становится больше, давление газа увеличивается, и затем переходят к аэрозолям (6).

Содержание газа в аэрозоле увеличивается, и таким образом происходит переход к газу (7). Постепенно используется все более легкий газ. Затем газ становится более разряженным, следующий шаг приводит к крайнему состоянию — образованию вакуума.

Последнее состояние в этой цепочке — использование поля (8),в частности это может быть и плазма .

Понятие поля в ТРИЗ рассматривается более широко, чем в физике — это любое действие или взаимодействие.

На новом витке развития система вновь становится монолитной. На рисунке это показано в виде петли обратной связи.

Промежуточное состояние в каждом из указанных переходов может занимать « пена» (9)в твердом , жидком , газообразном и прочих видах (рис. 7.76). Под пеной понимается вкрапление (проникновение) одного вещества в другое.

Кроме того, возможна комбинация (10)из указанных состояний в любом сочетании.

С целью повышения эффективности могут быть использованы технологические эффекты (11), характерные для данного состояния.

Рис. 7.86. Схема тенденции увеличения степени дробления

Под технологическими эффектами (на рис. 7.86 они обозначены как «Эффекты») в ТРИЗ понимаются: физические, химические, биологические и геометрические эффекты.

На этапе 1 широко применяются геометрические и некоторые физические эффекты . Сочетание этих эффектов часто встречается в строительстве при использовании предварительно напряженных конструкций . На дальнейших этапах меньше применяются геометрические эффекты и больше используются физические, химические и биологические эффекты.

Применение геометрических эффектов.

Пример 7.132. Мост.

Архитектор Паоло Солерии (Paolo Soleri) из США спроектировал мост (рис. 7.87б), по форме напоминающий полусвернутый лист злака (рис. 7.87а).

Рис. 7.87. Монолитные конструкции

Пример использования монолита с геометрическим эффектом — скрученные или свернутые конструкции , которые значительно прочнее прямого листа.

Применение физических эффектов.

Пример 7.133. Останкинская башня.