Вісники та науково-технічні збірники, журнали
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12
Browse
Search Results
Item Entropy maximization method in thermodynamic modelling of organic matter evolution at geodynamic regime changing(Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-25) Хоха, Ю. В.; Яковенко, М. Б.; Любчак, О. В.; Khokha, Yu. V.; Yakovenko, M. B.; Lyubchak, O. V.; Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України; Institute of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals of National Academy of Sciences of UkraineМета. Основна мета нашого дослідження – продемонструвати використання методу максимізації ентропії для розрахунку складу геохімічної системи, що складається із твердих та газоподібних органічних речовин. Зміна геодинамічної обстановки є рушійною силою перерозподілу елементів між сполуками в таких системах. Відповідно до апарату термодинаміки, основними факторами, які впливають на цей перерозподіл, є тиск, температура та початкова кількість елементів. Методи. Метод мінімізації енергії Гіббса, метод максимізації ентропії, метод констант незалежних хімічних реакцій, метод невизначених множників Лагранжа, ітераційний метод Ньютона–Рафсона. Відомо, що розсіяна органічна речовина, яка переважно представлена багатьма типами керогену, являє собою нерегулярний полімер, будову якого неможливо описати однозначно. Для розрахунку рівноваги в системі кероген/гази, щоб одержати надійні результати, необхідно застосувати нову модель, яка б не ґрунтувалась на модельних структурах керогену. Ми запропонували і детально описали спосіб застосування формалізму Джейнса та максимізації ентропії для розрахунку зміни складу системи кероген/газ під час зміни геодинамічних режимів. Для розрахунків створено програмне забезпечення у вигляді макросів Excel та компільованої системної бібліотеки мовою Visual Basic. Результати. Для перевірки надійності методу та алгоритму розраховано склад системи, що складається із керогену ІІ типу, вуглеводнів від метану до пентану (з ізомерами), вуглекислого газу, води та сірководню. Результатом розрахунку стали мольні частки вуглеводневих компонентів та адитивних груп, з яких складається кероген, для різних глибин земної кори. Обчислення виконано для трьох теплових потоків: 40, 75 та 100 мВт/м 2, із урахуванням літостатичного тиску. Новизна. Встановлено, що зміна геодинамічної обстановки впливає на розподіл елементів між газами та керогеном у замкненій термодинамічній системі; моделювання поведінки системи кероген/газ із застосуванням методу максимізації ентропії дає результати, які не суперечать експериментам з вивчення структури керогену ІІ типу в різних стадіях зрілості; характер змін концентрацій вуглеводневих газів у рівновазі з керогеном ІІ типу свідчить про те, що гіпотеза “нафтового вікна” не суперечить постулатам рівноважної термодинаміки. Практична значущість. Метод максимізації ентропії можна успішно використовувати для розрахунку складу різних геохімічних систем із органічних сполук. Метод придатний для визначення хімічного складу нерегулярних полімерів, таких як кероген, бітум, гуміни, у рівновазі з газами та рідинами.