Содержание
- 2. Лекция № 6 Энтропия и вероятность. 1. Статистический вес макросостояния. 2. Формула Больцмана для энтропии равновесного
- 3. Статистический смысл энтропии Посмотрим на энтропию с другой стороны. Более глубокий смысл энтропии вскрывается в статистической
- 4. Термодинамическая вероятность состояния системы - это число способов, которыми может быть реализовано данное состояние макроскопической системы,
- 5. Макросостояние – это состояние вещества, характеризуемое его термодинамическими парамет-рами (объемом, давлением, температурой и т. д.) .
- 6. Так как молекулы движутся хаотически, то имеется много микросостояний, соот-ветствующих одному макросостоянию. Обозначим Ω − число
- 7. Термодинамической вероятностью или статистическим весом Ω макросостояния − называется число перестановок одноименных элементов, при которых сохраняется
- 8. Чтобы пояснить понятие статистичес-кого веса (термодинамической вероят-ности), рассмотрим способы, которыми молекулы газа могут распределиться между двумя
- 10. Ω
- 12. Аналогичная ситуация при числе молекул 24 математическая 23 … Ω
- 13. Обратный процесс, в результате которого газ самопроизвольно собрался бы в одной из половин сосуда, невозможен. Это
- 14. Из сказанного следует, что для того чтобы определить, какие процессы могут протекать в изолированной термодинамической системе,
- 15. Изолированная система будет самопроизвольно переходить из менее вероятных в более вероятные состояния либо преимущественно находиться в
- 16. 1
- 17. Статистический вес Ω обычно выражается огромными числами. Так, например, для одного моля кислорода при атмосферном давлении
- 18. В основе статистической физики лежит предположение о том, что все микросостояния данной термодина-мической системы равновероятны. Отсюда
- 19. Эргодическая гипотеза заключается в утверждении, что все микросостояния данной термодинамической системы равновероятны. Следовательно, веро-ятность макросостояния пропорцио-нальна
- 20. Предположим, что эти подсистемы находятся в состояниях с весами и Каждое из микросостояний первой подсистемы может
- 21. Но оказывается свойством аддитивности обладает логарифм статистического веса. А иметь дело с аддитивными величинами много проще
- 22. В связи с этим в качестве характеристики вероятности состояния системы принимается величина: называемая энтропией системы. Определенная
- 23. В экспериментальной физике от величины переходят к величине , которая также называется энтропией: Для одного моля
- 24. Согласно Больцману, энтропия системы и термодинамическая вероятность связаны между собой следующим образом (формула Больцмана): где k
- 25. В состоянии равновесия в термодинамике и вероятность максимальна и энтропия максимальна. Из этого можно сделать вывод,
- 26. Связь между S и Ω позволяет несколько иначе сформулировать второе начало термодинамики: всякий процесс в природе
- 27. Второе начало надо понимать так, что если система находится в каком-то состоянии с данной энтропией, то
- 28. Второе начало термодина-мики есть статистический закон, согласно которому отступления от термодинами-ческого равновесия – флуктуации – не
- 29. Энтропия – вероятностная статисти-ческая величина. Утверждение о возрастании энтропии потеряло свою категоричность. Её увеличение вероятно, но
- 30. Энтропия выступает, как мера беспорядочности, хаотичности состояния. Например, в ящике сиреневые и белые шары. Они порознь,
- 31. Клаузиус в 1867 г. выдвинул гипотезу о тепловой смерти Вселенной. Л. Больцман один из первых опроверг
- 32. Российские физики Я.Б. Зельдович и И.Д. Новиков, так же опровергли эту теорию, и показали, что Р.
- 33. При стремлении температуры к абсолют-ному нулю ( Т= 0 К ) уменьшается хаотич-ность системы. В пределе
- 34. Принцип Нернста был развит Планком, предположившим, что при абсолютном нуле температуры энергия системы минимальна (но не
- 36. Основные свойства энтропии: 1. Энтропия является функцией состояния. Для вычисления энтропии системы в дан-ном состоянии относительно
- 37. 5. Максимальное значение энтропии соот-ствует равновесное состояние. 6. Энтропия непосредственно связана с вероятностью: . Возрастание энтропии
- 38. Уве Бремер «Возрастающая энтропия»
- 39. Виктор Бурмин «Энтропия в пространстве не ограниченная во времени»
- 40. Далеко не всегда система находится в сос-тоянии термодинамического равновесия. Если температура системы в разных точка неодинакова,
- 41. Явления переноса в газах Молекулы в газе движутся со скоростью звука, с такой же скоростью движется
- 43. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул в газах Обозначим – длина свободного пробега молекулы.
- 44. Расстояние, проходимое молекулой в среднем без столкнове-ний, называется средней длиной свободного пробега: – средняя скорость теплового
- 45. Модель идеального газа – твёрдые шарики одного диаметра, взаимодействующие между собой только при столкновении. Обозначим σ
- 46. – эффективное сечение молекулы – площадь в которую не может проникнуть центр любой другой молекулы. d
- 47. За одну секунду молекула проходит путь, равный средней арифметической скорости. За ту же секунду молекула претерпевает
- 48. Подсчитаем число столкновений ν. Вероятность столкновения трех и более молекул бесконечно мала. Предположим, что все молекулы
- 49. Путь, который пройдет молекула за одну секунду, равен длине цилиндра - объём цилиндра n - число
- 50. На самом деле, все молекулы движутся (и в сторону и навстречу друг другу), поэтому число соударений
- 51. По закону сложения случайных величин: Так как - средняя длина свободного пробега Тогда:
- 52. Из уравнения состояния идеального газа выразим n через давление P и температуру Т Так как ,
- 53. Таким образом, при заданной температуре, средняя длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению Р: Например: d =
- 56. Скачать презентацию