makroszkopikus rendszerek
Statisztikai módszerek és termodinamikai tulajdonságait a leírás
2. modul: molekuláris fizika
Ez a szakasz olyan rendszereket ír le, amely egy óriási számú részecske (atomok, molekulák) termikus mozgást. A leírás, az ilyen rendszerek beadni a következő fogalmakat.
Termodinamikai (makroszkopikus) paraméterek - a mennyiségek, amelyek leírják a rendszer állapotát, tekintet nélkül annak belső szerkezetét. ezek a paraméterek a velük kapcsolatos, mint például a hőmérséklet, nyomás, térfogat, stb
macrostate a rendszer - ez a rendszer állapotát, ami által meghatározott megadásával termodinamikai paramétereit.
Mikroparamétert - a koordinátákat és sebesség (impulzusok) a rendszer a részecskéket.
Mikroállapot rendszer - egy olyan rendszer meghatározott állapotban a koordináták megadásával és sebesség (impulzusok) az összes részecskék.
Az egyensúlyi állapot a rendszer - olyan állapot, amelyben a makro-paraméterek egy meghatározott érték és állandó marad a végtelenségig.
Egy egyensúlyi állapot ilyen elszigetelt rendszer, amelyben átmegy után megfelelően hosszú ideig (a zéró időpontban a rendszer állapotának volt nem-egyensúlyi). Ezúttal az úgynevezett relaxációs idő.
Az ideális gáz - gáz, a részecskék, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba a távolból, és úgy viselkedik, rugalmas golyót ütközések során; saját részecskék térfogata lényegesen kisebb, mint a kötet a gáz által elfoglalt.
Azoknál a rendszereknél, amely egy nagy számú részecske a termikus mozgás, valamint a mechanikai mozgásforma anyag van egy új formája hőmozgást. Ez lehet megerősíteni a következő tényeket:
1) a rendszerben, új tulajdonságokat (makro paraméterek, mint például a nyomás, hőmérséklet, elektromos ellenállás, stb), amelyek nem rendelkeznek az egyedi részecskék;
2) a rendszer elfelejti a korábbi állapotába. Például bármely egyensúlyi állapotban a gáz nyerhető a különböző módon, és a végső állapot a gáz nem tudja meghatározni, hogy ezek közül melyik valósult meg. Ez a termikus mozgás az anyag alakja jelentősen eltér formájában mechanikai mozgás (mechanikus test, a végső állapotban egyedileg kapcsolódik a kezdeti állapot);
3) az állam az egyedi részecskék nem befolyásolja a makroszkopikus állapota a rendszer. Például, a gáz nyomása az egyensúlyi állapotban állandó marad, bár a sebesség bármely részecskék miatt a termikus mozgást folyamatosan változik.
Mindez arról tanúskodik, hogy az a tény, hogy ebben a szakaszban, akkor kell használni más megközelítések (termodinamikai és statisztikai megközelítések), hogy leírja a makro-tulajdonságokat.
Röviden írja a lényege a statisztikai megközelítés. a program végrehajtásával, amelynek ábrán látható. 2.1.
Egy olyan rendszer egyensúlyban van, mivel a véletlenszerűség a termikus mozgás egy nagy sor véletlenszerű értékek részecskesebességeket és koordinátákat. Kiderült, hogy egy hatalmas sor véletlenszerű sebesség érték, koordinálja, mozgási energia, a helyzeti energia az egyes részecskék (az első blokk látható. 2.1) jelenik szigorú statisztikai minták, amelyek kifejezett részecske eloszlásfüggvény modulo a sebesség, a koordinátákat, kinetikus, a helyzeti energia és stb (Második blokk ábrán. 2.1).
Ezek ismerete eloszlásfüggvények, hogy értékelje az átlagos tulajdonságait a részecskék, azaz tulajdonságok, átlagolva az egész készlet részecskék (a harmadik blokk ábrán. 2.1). Átlagos részecskeméret tulajdonságok jellemzik a teljes egészében a részecskék egészének. Ha, például, azt mondják, hogy a részecske sebességének növekedésével nő a hőmérséklet, úgy is értünk ez alatt a részecskék átlagos sebessége.
További ismeretek részecskék átlagos jellemzők lehetővé teszi, hogy megkapjuk a makroszkopikus rendszer tulajdonságai (a negyedik blokk ábrán. 2.1).
A termodinamikai megközelítés a leírást annak belső szerkezetét a rendszer tulajdonságait nem tekinthető, és az összes főbb következtetéseket a viselkedését rendszerek alapja a három alapelvet (törvények) a termodinamika. Ezek a termodinamika posztulátumok (bizonyíthatatlan állítások), ezek általánossá a kísérleti adatokkal. Ebben a tekintetben a következtetéseket a termodinamika igaz, és nem kérdőjelezik meg.
A következőkben azt vizsgálja részletesen az egyes lépések alkalmazása a statisztikai megközelítés. És az első tekinthető rendszer klasszikus részecskék, azaz részecskék, amelyek a hullám tulajdonságokat nem befolyásolják azok mozgását.