STATISTIČKA TERMODINAMIKA, podijeljena statistička. fizike, vezujući zakone termodinamike na osnovu zakona interakcije. taj ruhu sistem skladištenja čestica. Za sisteme u jednako važnoj stanici, statistička termodinamika vam omogućava da izračunate termodinamičke potencijale, snimite nivo stanice i izračunate fazne i hemijske. jednaka. Nejednako važna statistička termodinamika daje imputaciju spivvídnoshen-a (nivoa prijenosa energije, momenta, mase i yogo graničnih umova) i omogućava vam da izračunate scho koji će biti uključen u jednačinu prijenosa kinetike. koeficijenti. Statistička termodinamika utvrđuje količine. zv'azok mizh mikro- i macro-power fiz. taj chem. sistemima. Rozrahunkov metode i statistička termodinamika se koriste na svim linijama kao što su. teorijski hemija.
Osnovno razumevanje. Za statistiku. Opis makroskopskog. sistema J. Gibbsa (1901.) predloženo je da osvoji razumijevanje statističkih. ansambl i fazni prostor, koji vam omogućava da završite zadatke metode i teorije imovirnosti. Statistički ansambl-sukupníst veliki broj istih sistema mnogi drugi. čestice (tj. "kopije" analiziranog sistema), koje će na istoj makro stanici, postati više parametara; mikrostan sistema se može osvježiti njime. Main statistički ansambl-mikrokanonski, kanonski, veliki kanonski. i izobarno-izotermni.
Microcanonical. Gibbsov ansambl koristi se prilikom ispitivanja izolacionih sistema (koji ne razmenjuju energiju E sa suvišnim medijumom), koji može biti konstantan V i broj identičnih čestica N (E, V i N-parametri će postati sistem). Kalinivka. Gibbsov ansambl je odabran za opis sistema konstantne komunikacije, koji su u termalnoj ravnoteži sa prisutnim medijem (aps. t-ra T) sa konstantnim brojem čestica N (parametri V, T, N). Veliki kanon. Gibbsov ansambl je odabran za opis kritičnih sistema, koji se nalaze u toplotnoj ravnoteži sa velikim medijumom (t-ra T) i materijalnoj ravnoteži sa rezervoarom čestica (postoji razmena čestica svih vrsta kroz "zidovi" za izdvajanje sistema zapremine V). Ja ću postati parametri takvog sistema V, T i m - hemijski potencijal čestica. Izobarno-izotermno. Gibbsov ansambl je odabran za opis sistema koji su u termičkom stanju i lukavi. jednaka navkolyshnim sredini sa konstantnim pritiskom P (parametri će biti T, P, N).
Fazni prostor statistike mehaničko-bagatomski prostor, čije su ose sve sužene koordinate q i í povezane s njima impulsima p i (i = 1,2, ..., M) sistema sa M koraka slobode. Za sistem koji se sastoji od N atoma, q i í p i treba da daje kartezijanske koordinate komponente momenta (a = x, y, z) atoma j í M = 3N . Skup koordinata i impulsa su označeni sa q i p na dosljedan način. Stanica sistema je predstavljena tačkom u faznom prostoru ekspanzije 2M, a promena će postati sistem u trenutku ili u trenutku tačke vzdovzh linije, zvuka. fazna putanja. Za statistiku. Opis sistema će biti uveden da bi se razumeo fazni obsyagu (element obaveze faznog prostora) i funkcija podele f (p, q), koja karakteriše širinu nepokretnosti tačke, koja prikazuje stanje sistema, elemente faznog prostora u blizini tačke sa koordinatama p, q. Kvantna mehanika ima faznu posvećenost razumijevanju diskretne energije. spektar sistema obsyagu na kraju linije, tk. kamp malog dijela nije određen impulsom i koordinatama, već hvilijskom funkcijom, koja je u stacionarnoj dinamici. mlin sistem vídpovídaê energetich. spektar kvantnih stanica.
Funkcija cijepanja klasična f(p, q) sistem karakteriše fleksibilnost implementacije ovog mikroJa ću postati (p, q) element obsyagu dG faznog prostora. Imovirnist perebuvannya N čestica u beskonačno maloj opsnosti faznog prostora je više:
de dG N - element fazne veze sistema u jedinicama h 3N h-konstante Plankova; dilnik N! vrakhovu one scho, scho permutaciju istosti. čestice ne mijenjaju sistem. F-tsiya rozpodílu vídpovídaê umoví normalizacija t f(p, q)dG N = 1, jer sistem je autentično poznat K.-L. postati. Za kvantne sisteme, funkcija rozpodílu definira imovirníst w i , N znahodzhennya sistem od N čestica u kvantnoj stanici, koji je postavljen skupom kvantnih brojeva i , s energijom E i,N za normalizaciju uma
Prosječna vrijednost u trenutku t (tobtobeskonačno mali interval sati od t do t + dt) biti-bilo koji fizički. vrijednosti A(p, q), koje su f-tsíêyu koordinata i impulsa svih dijelova sistema, za dodatne f-tsíí̈ rozpodíl izračunavaju se prema pravilu (uključujući i za nevažne procese ):
Integracija preko koordinata se vrši za cijeli sistem, a integracija preko impulsa u - , do +, . Mlin termodinamički. Rivnovagi sistem klizni jak intera t: , . Za jednako važan stannív f-tsíí̈ rozpodílu vynachayutsya bez víríshennya ur-nya ruhu skladišnog sistema čestica. Pogled na ove funkcije (isto za klasične i kvantne sisteme) uveo je J. Gibbs (1901).
Na mikrokanonskom ansambli Gibbsa svi mikrostanovi sa datom energijom E rívnoymovirní í f-tsíya rozpodílu za klasich. sistemi mogu izgledati:
f(p,q) = A d,
de d - Diracova delta funkcija, H(p, q) - Hamiltonova funkcija, koja je zbir kinetike. taj potencijal. energija malih čestica; postíyna A je odabrana za razumijevanje normalizacije f-tsíí̈ f(p, q). Za kvantne sisteme, sa tačnošću postavljanja kvantnog stanja, koje je važnije od vrednosti DE, moguće je održavati konstantnu razliku između energije i sata (između impulsa i koordinate čestice), f-cija w (E k ) \u003d -1 kako je EE k E + DE, í w (E k) = 0, pa E k< Е и E k >E + D E. Ekspanzija g(E, N, V)-t. zvuk statistički vaga, scho dorivnyuê kílkosti kvantni stanív u energiji. lopta D E. Važna spívvídnoshennia statistička termodinamika - veze entropijski sistem zí statistički. vagon:
S(E, N, V) = klng(E, N, V)
Na kanonskom Gibbsovi ansambli stabilnosti značaja sistema u mikrostanju, koji je određen koordinatama i impulsima svih N čestica ili vrijednostima E i,N može izgledati ovako: f(p, q) = exp (/kT); w i,N = exp[(F - E i,N)/kT],de F-free. energija (Helmholcova energija), koju treba deponovati u vrednosti V, T, N:
F = -kTlnZN ,
de Z N-stat. zbir (u vrijeme kvantnog sistema) chi statistika. integral (u vremenima klasičnih sistema), koji su određeni umnom normalizacijom f-tsíy w i, N ili f (p, q):
Z N = m exp[-H(p, q)/kT]dpdq/(N!h 3N)
(Zbir preko r se preuzima na svim kvantnim stanjima sistema, a integracija se vrši na cijelom faznom prostoru).
U Velikom kanonu. ansambli Gibbsa f-tsiya rozpodílu f(p, q) i statistike. zbir X
de W-termodinamički potencijal, koji treba deponovati u vidu promena V, T, m U ízobarno-ízothermích. ansambli Gibbsa zbir Q, kako se izdvaja od uma norme, pogledati:
de G-energija Gibbsovog sistema (izobarno-izotermni potencijal, slobodna entalpija).
Za proračun termodinamike f-tsíí̈ može biti pobjednik bilo da je ruža: smradovi su jednaki jedan prema jedan i slični su različitim fizičkim. umove. Microcanonical. rozpodil Gibbs zastosovuêtsya gol. arr. na teorijskom praćenje. Za potrebe izvršavanja specifičnih zadataka razmatraju se ansambli u kojima je uzeta razmena energije sa medijumom (kanonska i izobarno-izotermna) ili razmena energije i čestica (veliki kanonski ansambl). Ostatak je posebno pogodan za faznu i hemijsku prihranu. jednaka. Statistički sume Z N í Q nam omogućavaju da označimo Helmholcovu energiju F, Gibbsovu energiju G, a takođe i termodinamičku. St. Islands sistema, održavajući diferencijaciju statističkih. sumi za vídpovídnimi parametre (za rozrakhunku 1 mol in-va): ext. energija U = RT 2 (9 lnZ N /9 T) V , entalpija H = RT 2 (9 lnQ/9 T) P , entropija S = RlnZ N + RT(9 lnZ N /9 T) V = R ln Q + RT(9 ln Q/9 T) P , toplotni kapacitet pri konstantnom pritisku V = 2RT(9 lnZ N /9 T) V + RT 2 (9 2 lnZ N /9 T 2) V , toplotni kapacitet pri konstantnom pritisku S R = 2RT (9 lnZ N /9 T) P + + RT 2 (9 lnZ N /9 T 2) P itd. Resp. sve ci vrijednosti se akumuliraju i statistički. sens. Dakle, unutrašnja energija se crpi iz prosječne energije sistema, što omogućava da se prvi klip termodinamike vidi kao zakon očuvanja energije u ruskom skladišnom sistemu čestica; vil. energija je povezana sa statistikom. zbir sistema, entropija-z broj mikrostanica g u datoj makrostanici, ili statistički. vaga macrostan, i, kasnije, z yoga imovirnistyu. Osećaj entropije, kao svet imovirnosti, sačuvaću sto pedeset (nebitnih) pozicija. Na stanici jednake entropije izolir. sistem može imati maksimalnu moguću vrijednost prilikom postavljanja poziva. umovi (E, V, N), tobto jednako važan kamp ê naib. mogući kamp (sa maks. statistikom vagona). Dakle, prijelaz iz nevažnog stanja u jednako važno je proces prijelaza iz manjeg stanja u veće stanje. Na koga polygaê statistički. sens prema zakonu rasta entropije, zgídno do neke vrste entropije zatvorenog sistema može se samo povećati (div. Drugi klip termodinamike). Na t-ri abs. nula skin sistem perebuvaê u glavnom. stani, u kojoj je w 0 = 1 i S = 0. Tse očvršćavanje je treći klip termodinamike (div. Thermal theorem). Jasno je da je iz nedvosmislene definicije entropije potrebno ubrzati kvantni opis, jer na klasiku statistika entropije m. b. imenovan samo sa preciznošću do dovoljne dodanku.
Idealni sistemi. Rozrahunok statistika. zbir više sistema je sklopivih zadataka. Vaughn će značajno tražiti različite gasne kompanije, kao doprinos potencijala. Energija za punu energiju sistema se može puniti. Na ovaj način se broj funkcija f-tsíya raspodílu f (p, q) za N čestica idealnog sistema izražava kroz dodatne jednočestične funkcije f-tsíy podílu f 1 (p, q):
Rozpodíl čestice na mikrostanami da padnu u víd í̈hny kínetich. energija i vrsta kvantnog sv-u sistemu, umovlenijanjima istovetnost delova. U kvantnoj mehanici svi dijelovi su podijeljeni u dvije klase: fermioni i bozoni. Tip statistike, koji se često podređuje, nedvosmisleno se poklapa sa njihovim spinom.
Fermi-Diracova statistika ukazuje na razliku u sistemu totaliteta. čestice sa spinovima 1/2, 3/2,... u jedinicama đ = h/2p. Častka (ili kvazi-čestica), koja podređuje značaj statistike, zvuk. fermion. Elektroni u atomima, metalima i provodnicima, atomska jezgra s nesparenim atomskim brojem, atomi sa nesparenom razlikom u atomskom broju i broju elektrona, kvazičestice (na primjer, elektroni i trci u čvrstim tijelima) su tanji za fermione. Tsya statistiku je predložio E. Fermi 1926. godine; iste sudbine P. Dirak z'yasuvav njen quantum. sens. Hvilova funkcija sistema fermiona je antisimetrična, tj. zminyuê svíy znak kada permutacija koordinata i spin budu kao paritet istosti. čestice. Kvantno stanje kože ne može imati više od jedne čestice (div. Paulijev princip). Prosječan broj čestica n i idealnog plina fermiona, koje se ponovo otkupljuju na stanici energijom E i, određen je funkcijom Fermi-Diracove podjele:
n i = (1 + exp [(E i - m )/kT]) -1 ,
de i-skup kvantnih brojeva, koji karakteriziraju mlin dijela.
Bose-Einstein statistika definira sisteme totologija. čestice sa nultim ili beskonačnim spinom (0, đ, 2đ, ...). Dio ili kvazičestica, koji podređuje značaj statistike, zvuk. bozon. Ovu statistiku je predložio Sh. Bose (1924) za fotoniv, a potvrdio ju je A. Ajnštajn (1924) stotinama molekula idealnog gasa, koji se vide kao skladišne čestice iz para broja fermiona, na primer. atomska jezgra sa parom ukupnog broja protona i neutrona (deuteron, jezgro 4 Ne pretanko). Prije bozona, također se mogu vidjeti fononi u čvrstom i rijetkom 4 He, egzitoni u provodnicima i dielektricima. Kviljovljeva funkcija sistema je simetrična prema permutaciji da li je parnost istosti ili ne. čestice. Brojevi kvantnih stanja nisu ničim ograničeni, tj. u jednom kampu može biti mnogo čestica. Prosječan broj čestica n i idealnog plina bozona, koje se koriste u stanici s energijom E i, opisuje se Bose-Einstein funkcijom:
n i = (exp [(E i - m)/kT]-1)-1.
Boltzmannova statistika, nazovimo je kvantna statistika, ako se možemo oduprijeti kvantnim efektima. visoka kula). U njemu se može vidjeti raspodjela idealnog plina po impulsima i koordinatama na faznom prostoru jedne čestice, a ne na faznom prostoru svih čestica, kao u slučaju Gibbsove raspodjele. Yak minimal. sam obsyagu fazni prostor, scho maê shíst vimiryuvan (tri koordinate i tri projekcije impulsa čestice), očigledno do kvanta. spívvídshennyam neviznachenosti , ne možete odabrati manji ugovor, nizh h 3 . Prosječan broj čestica n i idealnog plina, koje se na stanici ponovo otkupljuju energijom E i, opisuje Boltzmannova funkcija:
n i = exp [( m -E i)/kT].
Za dijelove, kao ruhayutsya za zakone klasika. mehaničara u fabrici. potentan. polje U(r), statistički je jednako funkciji rozpodílu f 1 (p, r) za impulse p i mogu se vidjeti koordinate r čestica idealnog plina:f 1 (p, r) = A exp (- [p 2 / 2m + U (r)] / kT). Ovdje p 2/2m-kinetički. energija molekula mase w, konstanta A je izračunata za normalizaciju uma. Tsey viraz često zvuči. rozpodíl Maxwell-Boltzmann, i razpodíl Boltzmann zv. funkcija
n(r) = n 0 exp[-U(r)]/kT],
de n(r) = t f 1 (p, r) dp - širina broja čestica u tački r (n 0 - širina broja čestica bez savršenog polja). Rozpodil Boltzmann opisuje rozpodíl molhladne u polju gravitacije (barometrijski f-la), molekule i visoko dispergovane čestice u polju vodenih centara sila, elektrona u nevirogenim provodnicima, a takođe i vikorist za rozrahunka rospodil jona u rozbavl. rastvori elektrolitika (u polju i na kordonu sa elektrodom) itd. Kada je U(r) = 0, Maxwellov rozpodil - Boltz-mann prati Maxwellov rozpodil, koji opisuje rozpodil za swidkost čestice koje se nalaze u statistici. jednak (J. Maxwell, 1859). Zgídno z tsm rozpodíl, ymovírne broj molekula u jedinici volumena komponenti swidkosts koji leže u intervalima víd u i do u i + du i (i = x, y, z), stoji f-tsíêyu:
Rozpodíl Maxwell ne laže u víd vzaêmodíy. između čestica i to važi ne samo za gasove, već i za ridine (kao što je za njih moguć klasičan opis), ali i za Brownove čestice, koje su važne u rídíní i gasovima. Yogo vikoristovuyut za pídrakhunku broj zítknen molekula plina između sebe u toku kem. p-tsíí̈ i z atomi pov-stí.
Količina iza kampova molekula. Statistički zbir idealnog gasa u kanoniku. Gibbsovi ansambli su izraženi kroz zbir iza kampova jednog molekula Q 1:
de E i - energija i-tog kvantnog nivoa molekula (i = Otprilike jednak nultom nivou molekula), g i -statistika. vaga i-tog jednakog. Istovremeno, možete vidjeti puno elektrona, atoma i grupa atoma u molekulu, a možete namotati puno molekula kao cjelinu međusobne veze, proteo može biti približno nezavisan. Todi zbroj za kampove molekula m. b. Predstavlja se stvaranjem velikog broja skladišta, povezanih stepenicama. ruhom (Q post) i z vnutríshnyomol. Rukhami (Q ext):
Q 1 \u003d Q post Q ext, Q post \u003d l (V / N),
de l = (2p mkT/h2) 3/2 . Za atome, Q ext je zbir elektronskih i nuklearnih stanja atoma; za molekule Q ext - zbir elektronskih, nuklearnih, kolivanskih. vrtim se. postajanje AT površina t-r víd 10 do 10 3 Prije zvuka vikorista, opisani su opisi u kojima se mogu samostalno vidjeti kože od naznačenih vrsta ruhua: Q vn \u003d Q ate · Q otra · Q omotač · Q count / g, de g - broj simetrije, jednak broju totaliteta. konfiguracije koje se okrivljuju za omotavanje molekula koje se sastoje od istih atoma ili grupa atoma.
Zbir koji stoji iza tabora elektronskog pokreta Q je bio više statistike. Wagi R t main. elektronika postaje molekul. Kod bogatih. fluktuacije glavnog ríven nedjevica i blistavost najbližeg probuđenog rívnya znači. energija: (P t \u003d 1). Međutim, u brojnim ponašanjima, na primjer. za molekul O 2, Pm = h, u glavnom. moment broja ruhu molekula vídmínniy víd nula i maê mísce vírodzhennya energíchnyh rivnív, i energíí̈ zbudzhenih stanív m. b. završiti nisko. Količina iza Q kampova je odvratna, izluđena oživljavanjem nuklearnih spinova, draga:
de s i -spin jezgra atoma i, tvir se uzima za sve atome molekula. Količina novca iza logora. ruhumolekule de v i -frekvencijemali kolivani, 
n je broj atoma u molekulu. Suma za mlinove da se okreću. Kolaps bogate atomske molekule s velikim momentima inercije može se vidjeti klasično [opažanje pri visokim temperaturama, T/qi 1 de qi = h 2 /8p 2 kI i (i = x, y, z), I t je glavni moment inercije koji se omota oko i ose]: Q BP = (p T 3 / qxqyqz) 1/2. Za linearne molekule sa momentom inercije I statistika. zbroj Q vr \u003d T / q de q \u003d h 2 / 8p 2 * kI.
Kada je rozrahunkah na t-rah veći od 103 Dok je potrebno zaštititi anharmonizam cijepanja atoma, efekte interakcije. kolyvannya. vrtim se. stepenice slobode (div. Non-zhorstki molekuli), kao i mnoštvo elektronskih stanica, populacija buđenja, itd. niske temperature(ispod 10 K) potrebno je ispraviti kvantne efekte (posebno za dvoatomske molekule). Da, vrti se. Struktura heteronuklearne molekule AB opisana je f-le:
l-rotacijski broj Postat ću, a za homonuklearne molekule A2 (posebno za molekule vode H2, deuterijuma D2, tricija T2) nuklearna i zamotati. korak slobode interakcije. prijateljusa prijateljem: Q je odvratno. rotacija Q otrut · Q rot.
Poznavanje zbira molekula iza kampova omogućava vam da razvijete termodinamiku. sv-va ídealnogo gasa i zbroj idealnih gasova, uklj. hemijske konstante. jednak, jednako važan korak ionizacije tanko. Važna vrijednost teorije aps. Swidkosti r-tsíy može mozhlivíst rozrahunku konstante jednake procesu osviti aktivír. kompleks (prijelazni logor), kako se čini kao modifikacija. dio, jedan s kolivan. koraci slobode zamijenjeni su koracima slobode hodanja. žurba.
Nesavršeni sistemi. U stvarnim gasovima, molekuli su u interakciji. jedan sa jednim. I ovdje zbir za kampove ansambla ne počinje do dna zbira za kampove osam molekula. Šta mislite, šta mislite. mutual mod. ne sipajte iznutra. Postat ću molekuli, statistički. zbir sistema u klasici. blizina gasa, koji se sastoji od N identičnosti. čestice, mogu izgledati:
de 
Evo<2 N-konfiguracija. integral, koji vrakhovuê vzaêmod. molekule. Naib, često potencijalni. Energija molekula U se posmatra kao zbir parnih potencijala: U = =de U(r ij) - potencijalni centar. snaga za polaganjeVídstaní r ij između molekula i i j. Vrakhovuyt također bogat doprinosima potencijalu. energija, efekat orijentacije molekula je pravedan. Potreba za rozrahunka konfiguracijom. integrirani vinikaê píd sat rassglyadu da li kondenzator. fazama i između faza. Upravo vrh zadatka. tíl je praktično nemoguće, pa za statističku analizu. zbir i sve termodinamičke. sv-in, oberzhuvanih íz statistika. sumi diferentiyuvannyam za vídpovídnimi parametre, vikoristovuyut decomp. obližnji putevi.
Vídpovídno do t. Za metodu grupnih distribucija, sistemski standard se odnosi na ukupnost kompleksa (grupa), koja se zasniva na različitom broju molekula i konfiguracija. Integral se raspada u niz grupnih integrala. Takav pidkhid vam omogućava da otkrijete jeste li termodinamički. f-tsíyu pravi plin jak nizak za korake schílností. max. važna spívvídnoshennia ove vrste - vírialne ur-nya će postati.
Za teoretski inventar sv-v schílnih gazív, rídin í solid íl, rozchinív neelektrolítív í elektrolítív í inter razdílu u tsikh sistemima bolsh zruchnym, nizh pryay rozrahunok statistike. sumoyu ê metoda n-djelimičnih funkcija rozpodílu. Novi zamjenik ima statističara. koža vaga će postati fiksirana. energija vikornog spívvídnoshennia mízh f-tions rozpodílu f n , yakí karakteriziraju vibrantnost čestica znakhodzhennya odjednom u tačkama u prostoru s koordinatama r 1 ,..., r n ; za n = N f N = b f (p, r) dp (ovdje i ispod q i = r i). Jednodijelna funkcija f 1 (r 1) (n \u003d 1) karakterizira zadebljanje rozpodíl na otocima. Za čvrsto tijelo tse periodično. f-cija iz maksimuma na čvorovima kristala. strukture; za gazív ili rídin bez ekst. polje je postalo vrijednost jednaka makroskopskoj. Gustini in-va rijeka. Dvochastkova f-tsiya rozpodílu (n = 2) karakterizira imovirníst znakhodzhennyadvije čestice u tačkama 1 i 2; korelaciona funkcija g (|r 1 - r 2 |) = f 2 (r 1, r 2) / r 2, koja karakteriše međusobnu korelaciju u raspodeli čestica. Relevantne informacije daju se rendgenskom strukturnom analizom.
F-tsíí̈ rozpodílu rozmírností n í n + 1 poov'yazaní neskíchennoy sistem íntegrodiferencija scho zacheplyuyutsya. ur-níy Bogolyubov-Born-Grín-Kirkvud-Ívon, čije je rješenje uzeto površno glatko, da bi efekti korelacije između čestica vrakhovuyut uvedeni dekomp. aproksimacije, kao da označavaju, na neki način, f-tsiya f n je izražena kroz f-tsíí̈ manje zamućenost. Resp. Broken Dec. aproksimacija metoda rozrahunka f-tsíy f n , a kroz njih - sve termodinamičke. Indikatori u analiziranom sistemu. max. stosuvannya može biti blizu Percus-Ievka i hiperlanca.
Modeli rješenja kondenzatora. bolje upoznati termodinamiku gledajući praktično sve fizičke i hemijske. zadataka. Čitav sistem je podijeljen na lokalne regije sa karakterističnom veličinom reda molekula u 0 . Zagalom u različitim modelima širenja lokalnog područja m. b. kao više, tako i manje u 0; zdebílshoy smrad zbígayutsya. Prijelaz na diskretnu podjelu molekula u prostoru je znatno lakši pídrahunok decomp. konfiguracija molekula. Gratkov modeli vzahovuyut vzaêmod. molekule jedan po jedan; energija interakcije. opisuje energiju parametri. Za određeni broj modela vipadkív gratkoví omogućavaju tačne odluke, koje omogućavaju procjenu prirode zamjenskog pristupa. Iz njihovog dodatno mogućeg pogleda na bogato i specifično. vzaêmod., orijentacija. efekti itd. Gratkovljevi modeli su glavni u razvoju i implementaciji primenjenih istraživanja u oblasti neelektrolita i polimera, faznih prelaza, kritičnih pojava i visoko heterogenih sistema.
Numeričke metode za određivanje termodinamike. sv-in nabuvayut daedals od većeg značaja u svijetu za izračunavanje razvoja. tehnologije. Monte Karlo metoda ima direktnu analizu bogatih integrala, što vam omogućava da uzmete statističke podatke. srednji gardvrijednost A(r1.....r N) za be-yakim zí statistički. ansambli(Na primjer, A je energija sistema). Dakle, na kanonu. termodinamički ansambli. prosjek može izgledati:
Danska metoda zastosovuetsya praktično na sve sisteme; Održavanje dodatne prosječne vrijednosti za obmezhenih obsyagív (N = 10 2 -10 5) je dobra aproksimacija za opis makroskopskog. objekti se mogu posmatrati kao tačni rezultati.
Na metodu jezika. Dinamika evolucije će postati sistem koji treba uzeti u obzir za dodatnu numeričku integraciju Njutnovih jednačina za cirkulaciju dela kože (N = 102-105) sa datim potencijalima međuparcijalne interakcije. Jednake karakteristike sistema se uspostavljaju usrednjavanjem po faznim trajektorijama (iza pomaka i koordinata) na velikom satu, nakon postavljanja Maksvelove distribucije čestica iza pomaka (tzv. period termalizacije).
Obmezhennya i vikoristanny numeričke metode u glavnom. određene su mogućnostima EOM-a. Specijalista. izračunati. priyomi dozvoljavaju ominati preklapanje, pov'yazaní z tim, scho nije pravi sistem, već mali obsyag; Ovo je posebno važno pri upravljanju dugoročnim potencijalima interakcije, analizi faznih prijelaza itd.
Fizička kinetika - podijeljena statistika. fizike, koja daje opis spivvídnuvannya termodinamike ireverzibilnih procesa, koja opisuje prijenos energije, momenta i mase, kao i priliv na qi procesa zovnísh. zalivanje Kínetich. makroskopski koeficijenti. Indikatori sucilne sredine, koja označava zapuštenost tokova fiz. količine (toplota, impuls, komponente mase i in.) unazvati tok gradijenata t-ri, koncentracija, hidrodinamika. brzina i drugo. Neophodno je razlikovati Onsagerove koeficijente, jer su uključeni u jednačinu koja pokazuje protoke iz termodinamike. sile (termodinamika. Rukh nivo), i koeficijenti prenosa (difuzija, toplotna provodljivost, tanki viskozitet) koji ulaze u nivo prenosa. Prvo m. b. izrazi preko drugih za pomoć spívvídnoshen mízh makroskopich. karakteristike sistema, koje se mogu smatrati samo koeficijentima. prebačen.
Za rozrahunka makroskopska. koef. Neophodno je da se transfer usredsredi po sposobnostima implementacije elementarnih akata za prenos za dodatnu nevažnu funkciju. Onaj ko analizira ima glavobolju. vrsta f-tsíí̈ rozpodílu f(r, q, t) (t-h) nevidomy (na vidnomínu vid ívnovnaníí̈í̈ stan sistema, yak opisuêyu f-tsííí̈ rozpodílu Gibbs, obrazhuvanih na t : , ). Gledamo n-dijelove f-tsíí̈ rozpodílu f n (r, q, t), pa oduzimamo od f-tsíy f (p, q, t) usrednjeno preko koordinata i impulsa drugog (N - n) čestice:
Í̈x m. b. sastavljen je sistem nivoa koji vam omogućava da opišete neka od neujednačenih stanja. Viríshennya tsíêí̈ sistemi ur-níy duzhe presavijeni. Po pravilu, kinetički teorija gasova i gasolikih kvazičestica u čvrstoj čvrstoj materiji (fermioni i bozoni) je manja od nivoa za jednočestičnu funkciju rozpodila f 1 . Pri priznanju o postojanju korelacije između tabora bilo kakvih čestica (hipoteza mladosti prema haosu), oduzima se zvuk tzv. kinetički ur-nya Boltzmann (L. Boltzmann, 1872). Tse ur-nie vrakhovuê zminu f-tsii rozpodílu čestice píd vplyom ext. sile F(r, t) i parovi čestica između čestica:
de f 1 (u, r, t)zítknennya, f "1 (u", r, t) i-f-tsíí̈ rozpodílunakon tišine; u i-oštrina čestica prije zatvaranja, u" i -oštrina istih čestica nakon zatvaranja, í = |u -|-modul za nošenje. diferencijalni efektivni poprečni presjek raspodjele čestica na tijelu rez dW u laboratorijski koordinatni sistem, koji bi trebao ležati u skladu sa zakonom interakcije čestica koja odgovara principu od i azimutalnog kutnog centra linije): s dW = bdbde , molekula se prikazuje kao centar snage sa potencijalom, što zavisi od razlike. na bazi kvantne mehanike, uz uticaj simetrije na efekte sa vjerojatnom promjenom.
Kako sistem ide prema statistici. jednak , integral zítknen Stf je jednak nuli i rješenja kinetička. Boltzmanova ur-nija će prezreti Maxwella. Za nevažna stanja, rozvyazannya kinetička. Boltzmannovi jednaki zvone na vidiku širenja na f-tsíí̈ serije f 1 (u, r, t) za male parametre Maxwellove f-tsíí̈ rozpodílu. Za najjednostavniju (reakcionu) aproksimaciju, integral integracije je aproksimiran kao St f gasovi íz vnutr. koraci slobode simetrije toplotne provodljivosti rídina, moguće je osvojiti lokalno jednako važan jednodijelni f-tsíyu rozpodílu z t-roj, kem. potencijali i hidrodinamika. shvidkístyu, yakí vídpovídat razglyady mali volumen domovine. Prije toga, možete znati korekciju, proporcionalnu gradijentima t-ri, hidrodinamičke. suvoća i hem. potencijale komponenti, i izračunavanje tokova impulsa, energije i in-va, kao i zaokruživanje Navier-Stokesove jednačine, toplotne provodljivosti i difuzije. Ja ovdje koef. transferi su proporcionalni korelaciji prostor-sat. funkcije energetskih tokova, impulsa i in-va komponente kože.
Za opis procesa prijenosa tvari u čvrstim tijelima i između odjeljaka sa čvrstim tijelom široko se koristi rešetkasti model kondenzatora. faza. Evolucija sistema će biti opisana u glavnom. kinetički ur-yum (glavna jednadžba)
de P(q, t) = t f (p, q, t) du- funkcija podijeljenih, usrednjena po impulsima (fluidnosti) svih N čestica, koja opisuje podjelu čestica prema čvorovima strukture granata (šest brojeva gustog N y , N< N y),
q- номер узла или его координата. В модели "решеточного газа "
частица может находиться в узле (узел занят) или отсутствовать (узел свободен);
W(q : q")-pokretljivost prijelaza sistema u jednom satu zí stan q, koji je opisan cijelim skupom koordinata čestica, u í stan q". Prvi zbir opisuje doprinos svih procesa, u kojima se odvijao prelazak iz Danaca u logor q, drugi sum-vihid iz ovog logora. U slučaju jednako važne distribucije frekvencije (t : , ) P(q) = exp[-H(q)/kT]/Q, de Q-statistika. zbir, H(q)-energija sistema može biti q. Mobilnost tranzicije je zadovoljena detaljnim principom: W(q" : q)exp[-H(q")/kT] = W(q : q")exp[-H(q)/kT]. Iza podvrećica jednadžbi za funkcije P(q,t) će biti kinetička. ur-nya za n-chastkovyh funkcije rozpodílu, yakí otrimuyut usrednjavanje na rozashuvannyam svih ostalih (N - n) čestica. Za male h kinetičke. ur-nya m. b. virishení analitički chi numerički i z im pomoći m. b. oduzmi koef. difuzija, samodifuzija, viskozni viskozitet, tanko lomljivost. Ova vrsta stagnacije pred procesima prelaska u monoatomskim kristalima relaksacije sistema u jednako važno stanje omogućava sagledavanje dekomp. prelazni procesi za kinetiku faznih transformacija, rast kristala, kinetiku površinskih r-cija. i odrediti njihovu dinamiku. karakteristike, uključujući taj koef. prebačen.
Za rozrahunku koef. prenoseći u gasovitim, rijetkim i čvrstim fazama, kao i na granicama razdvajanja faza, aktivno su posredne različite varijante pier metode. dinamika, koja vam omogućava da pratite evoluciju sistema do detalja satima ~ 10 -15 s do ~ 10 -10 s Newtona, da biste se osvetili na desnoj strani stohastike.
Za sisteme iz kem. r-cije o prirodi rozpodílu chastok veliki priliv nadaê spívvídnoshennia između karakterističnih sati prijenosa reagensa i ih khímíchnym. transformacija. Yakscho shvidkist chem. transformacija je mala, ponor se razbio, ne eksplodira ni u jesen, ako je dan. Kao rezultat toga, gustoća p-tsíí̈ je velika, nemoguće je boriti se sa zakonom pahuljastih masa, kao i boriti se protiv zakona pahuljastih masa. Potrebno je detaljnije opisati raspodjelu reagensa za dodatnu funkciju raspodjele f n s n > 1. Važno u opisu reakcije. protok čestica na površini i fluktuacije reakcija kontrolisanih difuzijom mogu biti granični umovi (div. Macrokinetics), 2. izdanje, M., 1982; Berklijev kurs fizike, prov. iz engleskog, 3 vidavnitstv, v. 5-Reif F., Statistička fizika, M., 1986; Tovbin Yu.K., Teorija fizičkih i hemijskih procesa na međugasno-čvrstom tijelu, M., 1990. Yu.K. Vinnitsa.
Nakon čitanja materijala iz poglavlja 9, učenik je kriv: plemstvo osnovni postulati statističke termodinamike; zapamti da osiguraju svote iza logora plemstva svoje moći; koristuvatisya pojmova i oznaka, koji ukazuju na distribuciju;
Voloditi posebna terminologija; Počeci analize termodinamičkih funkcija idealnih gasova statističkim metodama.
Osnovni postulati statističke termodinamike
Termodinamička metoda nije dovoljna za sisteme koji se sastoje od malog broja molekula, ali u takvim sistemima postoji razlika između toplote i rada. Istovremeno, direktno se pojavljuje nedvosmislenost procesa:
Čak i za mali broj molekula, uvrede direktno postaju jednake u procesu. Za izolovani sistem - povećanje entropije, ili jedna indukovana toplota (za jednako važne procese preokreta), ili više od í̈ (za nevažne). Ovakva dualnost entropije može se objasniti pogledom na poredak - neuređenost kretanja kao skladišnog sistema čestica; od sada, kao što je entropija moguća kao svet nereda molekularnog stanja sistema. Qi yakísní yavlennya kílkisno razvivayutsya statističke termodinamike. Statistička termodinamika je dio divlje grane nauke – statističke mehanike.
Glavna zasjeda statističke mehanike oblikovana je kao devetnaesti vijek. u praksi L. Boltzmanna i J. Gibbsa.
Kada se opisuju sistemi koji se sastoje od velikog broja čestica, mogu se izabrati dva pristupa: mikroskopski і makroskopski. Makroskopske fluktuacije pobjeđuju kod klasične termodinamike, gdje se sistemi koji se osvete za jedan čisti govor ističu kao nezavisne promjene u divljačkom trendu trija: T (temperatura), V (o njima), N (broj čestica). Međutim, iz mikroskopskog pogleda, sistem, koji može pokriti 1 mol govora, uključuje 6,02 10 23 molekula. Pored toga, prvi pristup je da se izveštajno okarakteriše mikrostan sistema,
na primjer, koordinate i impulsi dijela kože u trenutku kože do sata. Mikroskopski opis derivacije klasičnog hi kvanta jednak je kretanju za veličanstveni broj onih koji se mijenjaju. Dakle, mikrostan kože idealnog gasa u klasičnoj mehanici opisuje se 6N promjenama. (N - Broj čestica): ZN koordinate i ZN projekcije na impuls.
Kao što se sistem obnavlja na jednako važnoj stanici, makroskopski parametri su konstantni, dok se mikroskopski parametri s vremena na vrijeme mijenjaju. Tse znači da makrostanu kože treba papalina (zapravo - uvijek bogata) mikrostana (slika 9.1).
Rice. 9.1.
Statistička termodinamika uspostavlja vezu između dva pristupa. Glavna ideja je napad u ofanzivi: ako makrostan kože ima puno mikrostana, onda koži s njih treba oduzeti vlastiti doprinos u makrostanu. Iste karakteristike makromlina mogu se razviti kao prosjek za sve mikrostane, tj. pídsumovuyuchi í̈hní doprinosi z urakhuvannyam statisticheskoí̈ vagi.
Usrednjavanje preko mikrostana se vrši iz najboljeg razumevanja statističkog ansambla. Ansambl - čitav skup identičnih sistema koji su svi mogući mikrostanovi, slični jednom makrostanu. Sistem kože prema ansamblu je jedna mikrostanica. Cijeli ansambl je opisan funkcijom rozpodil za koordinate i impulse p(p, q t), kao što je nadolazeći rang: p(p, q, t) dpdq - svrha činjenice da je sistem prema ansamblu u elementu volumena dpdq blizu tačke ( R , q) trenutno t.
Utvrđeno je da je senzorska funkcija u onoj koja pokazuje statističku vrijednost mikrostalja kože u makrostanju.
Sa stanovišta, elementarne moći funkcije su podijeljene:
Mnogo makroskopske snage sistema može se uzeti kao prosječna vrijednost funkcija koordinata i impulsa f(p, q) po ansamblu:
Na primjer, unutrašnja energija je prosječna vrijednost Hamiltonove funkcije H(p, q):
(9.4)
Osnova funkcije trebala je postati suština glavnog postulata klasične statističke mehanike: makroskopska struktura sistema je ponovo postavljena stvarnom funkcijom pododjeljka , yaka ugodan um (9.1) i (9.2).
Za jednako važne sisteme i jednako važne ansamble, funkcija rozpodíl za deponiranje u satu: p = p(p, q). Eksplicitni oblik funkcije nastao je pod uticajem tipa ansambla. Postoje tri glavne vrste ansambala:
de k \u003d 1,38 10 -23 J / K - Boltzmannova konstanta. Vrijednost konstante u virazi (9.6) određena je intelektualnom normalizacijom.
Opozovimo kanonski rozpodílu (9.6) ê razpodíl Maxwella za shvidkost b što važi za gasove:
(9.7)
de m- masa molekula gasa. Viraz p(v)dv ukazuje na sposobnost molekula da ima apsolutnu vrijednost u rasponu od v prije v + d&. Maksimum funkcije (9.7) daje najveću fluidnost molekula, i to integral
prosečna gustina molekula.
Ako sistem može biti diskretno jednak u energiji i može se opisati kvantno mehanički, tada je zamjena Hamiltonove funkcije H(p, q) koriste Hamiltonov operator H, a zamjena funkcije za potpodjelu je operator širine matrice p:
(9.9)
Dijagonalni elementi matrice snage daju utisak da se sistem nalazi u i-toj energetskoj stanici i da može imati energiju. E(.
(9.10)
Vrijednost konstante je određena mentalnim standardom:
(9.11)
Barjak ovog viraza zove se torba iza logora. Vín maê ključna vrijednost za statističku procjenu termodinamičke snage sistema. Iz viraziva (9.10) i (9.11) možete saznati broj čestica Njf crpe energiju
(9.12)
de N- zagalna kílkíst chastok. Podjela čestica (9.12) za jednake energije naziva se Boltzmannova podjela, a broj ove podjele naziva se Boltzmannov faktor (množitelj). Drugi su podijeljeni na drugačiji način: kao da su jednaki istoj energiji £, trebalo bi ih kombinirati u jednu grupu na način zasnovan na zbrajanju Boltzmannovih množitelja:
(9.13)
de gj- kílkíst rivnív z energija Ona , ili statistički vaga.
Mnogo makroskopskih parametara u termodinamičkom sistemu može se pregledati korišćenjem Bolcmannove podpodele. Na primjer, prosječna energija je prikazana kao prosjek za jednaku energiju sa poboljšanjem njihovog statističkog vag:
(9.14)
3) veliki kanonski ansambl opisuje sistem vídkrítí, koji se može naći u razmeni toplote i zgradama koje se razmenjuju govorom dovkillam. Teplova jednaka karakterizira temperatura T, a jednak za broj čestica - hemijski potencijal rijeke. Dakle, funkcija rozpodila leži u temperaturi i hemijskom potencijalu. Očigledno je da se ovdje neće slaviti funkcija aranžmana za veliki kanonski ansambl.
Statistička teorija sugerira da su od velikog broja sistema (~10 23) sva tri tipa ansambala ekvivalentna jednom. Izbor da li ansambl treba dovesti do jedne te iste termodinamičke moći, zatim izbor drugog ansambla za opisivanje termodinamičkog sistema diktira nesofisticirana matematička obrada funkcija koje treba podijeliti.
Termodinamika. Roboti Mayer, Joule, Helmholtz smjeli su promijeniti svoje naslove. "zakon održanja sila" (o pojmovima "snaga" i "energija" tada se nije striktno raspravljalo). Prvu jasnu formulaciju ovog zakona oduzeli su fizičari R. Clausius i W. Thomson (Lord Kelvin) na osnovu analize rezultata rada toplotne mašine, što je dokazao S. Carnot. Gledajući transformaciju toplote i robota u makroskopskim sistemima, S. Carnot je zapravo osmislio novu nauku, koju je Thomson nazvao termodinamika. Termodinamika je pomiješana s posebnostima transformacije termičke forme paperja u druge, a da se ne hrani mikroskopskim vlaknima čestica koje formiraju govor.
Termodinamika, na ovaj način, razmatra sisteme, među kojima postoji mogućnost razmene energije, bez poboljšanja mikroskopskog života tela, da formiraju sistem, koji ima karakteristike samo nekoliko čestica. Razlikovati termodinamiku jednako važnih sistema ili sistema, koja treba da ide u jednake (klasična, ali jednako važna termodinamika) i termodinamiku nevažnih sistema (nebitna termodinamika). Klasična termodinamika se često naziva jednostavno termodinamika i neće postati osnova takozvane termodinamičke slike svijeta (TKM), koja je nastala do sredine 19. stoljeća. Nejednako važna termodinamika razvila se u drugoj polovini 20. stoljeća i odigrala je posebnu ulogu u sagledavanju bioloških sistema i fenomena života u cjelini.
Ovim redom, sa nedavnim termalnim fenomenima, direktno su se sagledale dve nauke:
1. Termodinamika, koja razvija termičke procese bez poboljšanja molekularne prirode govora;
2. Molekularno-kinetička teorija (razvoj kinetičke teorije govora za razliku od teorije kalorija);
Molekularno-kinetička teorija. U smislu termodinamike, molekularnu kinetičku teoriju karakterizira sagledavanje različitih makroskopskih manifestacija sistema kao rezultat ukupnog diverzificiranog veličanstvenog agregata molekula koji se haotično kolabira. Molekularno-kinetička teorija vikoristovu statističku metodu, tsíkalyachis nije šačica molekula, već samo prosječne vrijednosti, yakí karakteriziraju fluktuacije veličanstvenog totaliteta čestica. Drugi naziv za molekularno-kinetičku teoriju je statistička fizika.
Prvi klip termodinamike. Zavijajući se na rad Joulea i Mayera, Klausnus je prvi pokrenuo svoju misao, koja je nastala u prvom klipu termodinamike. Vín zrobyv vysnovok, scho be-yaké tijelo ima unutrašnju energiju U. Clausius je nazvao í̈í̈ toplinu, kao da se pokreće u tijelu, na vídmínu víd „toplina Q, povídomlenogo tílu“. Unutrašnja energija se može povećati na dva ekvivalentna načina: prelaskom preko tijela do mehaničkog rada A ili dodavanjem količine topline Q.
Na 1860 str. W. Thomson je preostalo zamijenio stari izraz "snaga" terminom "energija", bilježeći prvi klip termodinamike u ofanzivnoj formuli:
Količina toplote koja se dodaje gasu, kako bi se povećala unutrašnja energija gasa i rad gasa izvan rada (slika 1).
Za beskonačno male promjene, možda
Prvi klip termodinamike, ili zakon održanja energije, učvršćuje ravnotežu energije i rada. Ova uloga se može izjednačiti sa ulogom svojevrsnog "računovođe" uz međusobnu transformaciju različitih vrsta energije jedan na jedan.
Kako je proces cikličan, sistem se rotira na izlaznom mlinu í U1 = U2, i dU = 0. U tom slučaju sva toplina se dovodi u fabriku. Na primjer, i Q = 0, i A = 0, dakle. nemoguć proces, jedini rezultat ovako pobjedničkog rada bez ikakvih promjena u drugim tijelima, tobto. robot "vječni dvigun" (perpetuum mobile).
Mayer, u svom robotu, sastavio je tabelu svih „sila“ (energija) prirode koje je posmatrao i navio 25 vrsta transformacija (toplota ® mehanički robot ® elektricitet, hemijska „snaga“ govora ® toplota, elektricitet) . Mayer, proširivši odredbe za očuvanje i transformaciju energije na živim organizmima (gliniranje í̈zhí ® hemijski procesi ® termički mehanički efekti). Qi su tokom cijele godine primjenjivali Hess roboti (1840.), kod kojih se kemijska energija pretvarala u toplinu, kao i Faraday, Lenz i Joule, kao rezultat ovakvih formulacija Joule-Lenzovog zakona (1845.) o povezanosti električne energije i toplotne energije Q = J2Rt.
Na taj način, korak po korak deceniju, formirao se jedan od najvećih principa moderne nauke koji je zahtevao objedinjavanje najmanipulativnijih pojava prirode. Ovaj princip funkcioniše u ofanzivi: to je velika vrednost, zove se energija, ne menja se tokom svakodnevnih transformacija koje se dešavaju u prirodi. Kriviti to na zakon održanja energije nije ísnuê.
Kontrolišite ishranu
1. Zašto je proučavanje toplotnih pojava i faznih prelaza otkrilo nemogućnost Laplasovog determinizma?
2. Koji su mikroparametri, makroparametri za ispitivanje termičkih pojava?
3. Zašto je došlo do izbijanja toplotnih pojava i da li je počelo?
4. Imenujte naučnike čija je praksa bila osnova fizike toplotnih pojava.
5. Šta su konzervativne snage? Disipativne sile? Donesite primjere.
6. Za koje sisteme važi zakon održanja mehaničke energije?
7. Kolika je potencijalna energija? Koliko je potrebno za razumijevanje mehaničkih sistema da bi se razumjela potencijalna energija? Objasni.
8. Objasnite ukratko teoriju kalorija.
9. Kakve je rezultate, kako objasniti teoriju kalorija, izveo Rumford?
10. Zašto je toplotni kapacitet gasa u procesima sa konstantnim pritiskom (Cp) i sa konstantnim pritiskom (Cv) različit? Ko od naučnika tvrdoglavije demonstrira ovu činjenicu?
11. Šta je termodinamika? Šta je s tobom?
12. Šta je molekularna kinetička teorija?
13. Šta je statistička fizika? Je li to ime zvijezda?
14. Formulirajte prvu termodinamiku.
15. S kim (kojem) se može izjednačiti prvi klip termodinamike?
Književnost
1. Dyagilev F.M. Koncept moderne prirodne nauke. - M.: Pogled. IMPE, 1998.
2. Koncepti savremene prirodne nauke. / Ed. prof. S.A. Samigina, 2. vrsta. - Rostov n/D: "Feniks", 1999.
3. Dubnishcheva T.Ya Koncepti moderne prirodne nauke. Novosibirsk: Tip UKEA, 1997.
4. Remizov O.M. Medicinska i biološka fizika. - M.: Vishcha shkola, 1999.
Molekularna fizika
termodinamika,
statistička fizika,
tri pozicije
1.
govor se sastoji od čestica;
2.
3.
statistička metoda prosjek
termodinamička metoda
Klipovi termodinamike
Prvi klip termodinamike
δ Q = δ A + dU , de dU Q i δ A
Još jedan klip termodinamike
1 - Clausiusov postulat.
2 - Kelvinov postulat.
Entropijski rast (
Nulti klip termodinamike (vrući klip termodinamike)
Yakscho sistem A B C, zatim sistem A znati u rívnorazí z C
Elementi fizičke kinetike. Fenomen transfera u termodinamički nevažnim sistemima. Zagalne rivnyannia fenomeni prijenosa u plinovima i yogo prajming je zgídno iz MKT. Utjecaj koeficijenata prenesenih pod pritiskom temperature.
Fizička kinetika(Inn.-grč. κίνησις - Rukh) - mikroskopska teorija procesa u nevažnim medijima. U kinetici metodama kvantne i klasične statističke fizike
Razvijaju se procesi prenosa energije, momenta, naboja i govora u različitim fizičkim sistemima (gasovi, plazma, gasovi, čvrsta tela) i izlivanje na njih najboljih voda.
Termodinamički nevažni sistemi imaju posebne nepovratan proces, poziv fenomeni transfera, koji imaju prostranstva prenesene energije, mase, impulsa. Prije fenomena transfera, može se vidjeti toplotna provodljivost(izluđeno prenesena energija),difuzija(izluđeno prebačen masi) to unutrašnje trljanje(duhoviti preneseni impuls).
1. Toplotna provodljivost. Iako je u jednoj plinskoj komori prosječna kinetička energija molekula veća, u drugoj manja, onda nakon sat vremena stalnog zatvaranja molekula, počinje proces vibriranja prosječne kinetičke energije molekula, drugim riječima, vibriranje temperature.
Prijenos energije u obliku topline je u redu Četvorki zakon:
de j E -kapacitet protoka toplote- vrijednost koja je određena energijom koja se prenosi u obliku topline osa X,l - toplotna provodljivost, - temperaturni gradijent X na pravoj liniji normalnoj na taj majdančik. Znak minus pokazuje da se, uz toplinsku provodljivost, energija prenosi direktno na promjenu temperature (znaci j E i - protilezhní).
2. Difuzija. Fenomen difuzije u onome što izgleda kao da mimički prodire i miješaju čestice plinova s dvije tačke, svjetlosti i vjetra čvrstih tijela; Difuzija počinje do razmjene masa čestica ovih tijela, vibrira i nastavlja se sve dok ne postoji postojeći gradijent debljine. Pod časom formiranja molekularno-kinetičke teorije difuzije vinikla. Krhotine molekula se urušavaju veličanstvenim vrtlozima, difuzija može biti oštrija. Čim otvorite posudu sa mirisnim govorom u prostoriji, miris se pravilno širi. Nema tu zaštitne superečnosti. Molekuli, pod atmosferskim pritiskom, mogu imati malo dugo slobodno kretanje i, zishtovhuyuchisya s drugim molekulima, važno je da "stoje" kod kuće.
Fenomen difuzije za hemijski homogeni gas je u redu Fucov zakon:
de j m -protok mase- vrijednost koja je određena masom govora koji se širi u jednom satu kroz jedan Majdančik, okomito osa x, D -difuzija (koeficijent difuzije), d r/ d x- gradijent debljine, koji povećava brzinu promjene širine za jednu jedinicu X na pravoj liniji normalnoj na taj majdančik. Znak minus pokazuje da je prijenos mase posljedica direktne promjene snage (postoje znakovi j m id r/ d x proliferantno).
3. Unutrašnje trljanje (viskozitet). Mehanizam vinicenja unutrašnje strane kraja Gaze (riDini) sa paralelnim kuglama Gaze (RIDINI), koliba sa riznimi, Poljak, u istom haotičnom rhi obliku molekula loptica, u rezultat , da se lopta prevrne, koja se brže sruši, i brže do lopte koja se više ruši.
Snaga unutrašnjeg trenja između dvije kuglice plina (radini) je podređena Newtonov zakon:
de h- dinamički viskozitet (viskozitet), d v/ d x- gradijent brzine, koji pokazuje brzinu promjene brzine brzine X, okomito na pravu liniju kuglica, S- području F.
Interakcija dviju kuglica sa drugim Njutnovim zakonom može se smatrati procesom, kada se jedna kugla do druge u jednom satu prenosi impuls, koji je po modulu jači. Isti viraz se može zamisliti na prvi pogled
de jp -impuls protoka- vrijednost koja je određena istim impulsom, koji se prenosi u jednom satu u pozitivnom smjeru ose X kroz jedan Majdan, okomito na osu X, - gradijent širine. Znak minus pokazuje da se zamah prenosi direktno na promjenu brzine.
Koeficijent rasta difuzije zbog temperaturnih promjena:
Sa povećanjem temperature može se povećati i koeficijent toplotne provodljivosti:
Zadržavanje temperature koeficijenta viskoznosti slično je koeficijentu toplinske provodljivosti:
Prvi zakon (prvi kob) termodinamike (zakon održanja energije u toplotnim procesima). Pokretanje prvog klipa termodinamike do izoprocesa u plinovima. adijabatski proces. Rivnyannia Poisson. Politropni proces.
Prvi klip termodinamike- jedan od tri osnovna zakona termodinamike, je zakon očuvanja energije za termodinamičke sisteme
.Promene unutrašnje energije sistema pri prelasku sa jedne stanice na drugu napredniji zbir robotskih sila i količine toplote prenešene sistemu, tako da se može deponovati samo u klipu i krajnjem mlinu sistema, a ne biti deponovan na način na koji treba da se premesti. Drugim riječima, unutrašnja energija će postati funkcija. U cikličnom procesu, unutrašnja energija se ne mijenja.
δ Q = δ A + dU, de dUê posljednji diferencijal unutrašnje energije sistema, i δ Q i δ A je elementarna količina toplote, preneta sistemu, taj elementarni rad, koji sistem obavlja na održiv način.
Prvi klip termodinamike:
§ u izobarnom procesu
§ u izohoričnom procesu ( A = 0)
§ u izotermnom procesu (Δ U = 0)
Ovde - masa gasa, - molarna masa gasa, - molarni toplotni kapacitet pri stacionarnom gasu, - pritisak, zapremina i temperatura gasa su tačni, štaviše, preostala ravnomernost je tačna samo za idealan gas.
Čvrsto stanje govora. Kamp, koji se odlikuje izgradnjom zberígati obsyag tog oblika. Atomi čvrstog tijela će stvoriti manje od male kohezije, a ja ću postati revan. Ê jak daleko, í blizu reda.
D. se mogu naći u gasovima, rídina i čvrstim telima, štaviše, čestice govora trećih strana, koje se nalaze u njima, takođe mogu da se difunduju. velike čestice, zvezhenyh gas chi rídíní zdíysnyuêtsya zavdyakovu í̈hním bronívskomu ruh. Najčešći D. se nalazi u gasovima, češće u planinama, a češće u čvrstim tijelima, što je određeno prirodom toplinske fluktuacije čestica u ovim medijima.
Čvrsto tijelo. Kamp, koji se odlikuje izgradnjom zberígati obsyag tog oblika. Atomi čvrstog tijela će stvoriti manje od male kohezije, a ja ću postati revan. Ê jak daleko, í blizu reda.
Domovina. Tabor govora, uprkos tome što može biti mali, stidljivost, tako da je dobro sklopiti ugovor, štićenik da ne poprimi dobru formu. Domovina lako ispunjava formu sudije, stavlja se u jaka. Atomi molekula rídinija lutaju u blizini tabora jednakih, zatvoreni drugim atomima, i često preskaču druga slobodna mjesta. Nema više ni blizu reda.
Gas. Kamp, koji karakterizira garnoy stylistyu, vídsutnístyu zdatností zberígati yak obsyag, ja oblik. Gaz pragne je zauzeo cijeli obsyag, dajući timu. Atomi ili molekuli plina slobodno se kreću, između njih je bogatiji od njihove veličine.
Plazma. Plazma, koja se često zahrahovuje u agregatno stanje govora, suši se u plinu uz veliki korak ionizacije atoma. Većina barionskog govora (za masu je blizu 99,9%) na All-Sveti se ponovo kupuje na plazma stanici.
Manifestacija površinske napetosti. Koeficijent površinske napetosti. Hidrofilne i hidrofobne površine. Umovljeve jednake kapljice svjetlosti leže na površini čvrstog tijela (princip najmanje energije). Površinski aktivni govor (PAR) i njihova zagušenost.
Površinska napetost je termodinamička karakteristika površinskog razdvajanja dviju faza, koje su u stanju fluksa, određena je radom obrnutog izotermokinetičkog prigušenja jedne površine odvajanja površine za um, koja temperatura, zapremina sistema i hemijski potencijal obe faze.
Površinski napon može biti pod uticajem fizičkog čula - energije (termodinamičkog) i snage (mehaničkog). Energetska (termodinamička) oznaka: površinski napon - razlog povećanja površinskog pritiska robota za njeno istezanje za um temperature. Snaga (mehanička) svrha: površinska napetost je sila koja je na jednoj liniji linije, jaka koja okružuje površinu linije
Koeficijent površinske napetosti - robot, neophodan za izotermno povećanje površine po 1 m2.
Koeficijent površinske napetosti:
- promjene zbog promjena temperature;
- blizu nule u kritičnoj tački;
- Ležati u prisustvu kuća na selu.
Hidrofobnost (grčki: ὕδωρ - voda i φόβος - strah, strah) - fizička moć molekula, poput "pragne" da izbjegne kontakt s vodom. Sama molekula se ponekad naziva i hidrofobna.
Hidrofilnost (grčki: ὕδωρ - voda i φιλία - ljubav) - karakteristika intenziteta molekularne interakcije površinske vode sa vodom. Red hidrofobnosti se vidi ne samo do tel, u nekima od njih postoji snaga na površini.
Sada možemo gledati na fenomene, poput kapi ridina, postavljene na površinu čvrstog tijela. Na ovaj način postoje tri međufaze između faza: gas-čvrsta, čvrsta-čvrsta i gas-čvrsta. Ponašanje kapi sredine određeno je vrijednostima površinske napetosti (njihove vrijednosti slobodne površinske energije) na naznačenim granicama presjeka. Sila površinske napetosti na međuprostoru između štapova i plina je pragmatična da daje kapljice sfernog oblika. U tom slučaju treba biti da će površinski napon na međuraspodjelu čvrstog tijela biti veći od površinskog napona na međuraspodjelu plina tog čvrstog tijela. U ovom slučaju, proces uvlačenja rijetkih kapljica u sferu treba dovesti do promjene površine površine između podjele matičnog-čvrstog tijela s jednosatnim povećanjem površine površine kordona divizije gas-radina. Samo budi oprezan nemokrenje površina čvrstog tijela. Oblik kapi zavisi od jednakih sila površinske napetosti i sile gravitacije. Ako je kapljica velika, tada će se podići na površinu, a ako je mala, savijat će oblik luka.
Površno aktivan govor ( STEAM) - hemijske ploče, jaka, koncentrirajući se na površinu odvajanja faza, pozivaju na smanjenje površinske napetosti.
Područja zagušenja
Molim te, pazi na sebe. Glavni zastosuvannya PAR - kao aktivna komponenta miyuchyh i čišćenje zasobív (među onima koji zastosovuyutsya za dekontaminaciju), dragi, da pazite na sastanke, pribor, odjeću, govore, automobile i ín.
Kozmetika. Glavni izbor PAR-a u kozmetici su šamponi, gdje PAR može doseći desetine hiljada cigareta općenito.
Tekstilna industrija. STEAM se koristi uglavnom za smanjenje statičkog elektriciteta na vlaknima sintetičkih tkanina.
Shkiryan promislovist. Zakhist shkiryanikh virobív víd pluća poshkodzhen da zlipannya.
Lakofarbova promislovíst. STEAM se koristi za smanjenje površinske napetosti, što osigurava da materijal za boje lako prodire u male rupice na površini oblyuvane i njihovu podlogu od zvuka drugog govora (na primjer, vode).
Zanat od papira. PARA vicoryja se koristi za dno mastila i prokuvane celuloze prilikom prerade vikornog papira.
metalurgija. PAR emulzije se proizvode za valjaonice ulja. Smanjite trljanje. Vitrimuyut visoke temperature, za koje ulje gori.
Zahist roslyn. PAR se široko koristi u agronomiji i u ruralnu državu poboljšati emulziju pobjede, povećati efikasnost transporta živih komponenti do roslina kroz zidove membrane.
Harčovljevo obećanje. PARA u obliku emulgatora (na primjer, lecitin) se dodaje kako bi se nadoknadili slani okusi.
Naftovidobutok. PAR je ugrađen za hidrofobizaciju bliske vibracione zone formacije (PZP) metodom povećanja opskrbe naftom.
Život. PARA, koja se naziva plastifikatorima, dodaje količinu cementa i betona za promjenu njihove potrošnje vode radi očuvanja krhkosti. Tse zbíshuê kíntsevu mítsníst (brend) od očvrslog materijala, yogoshchílníst, morozostíykíst, vodopronikníst.
Lek. Kationski i anjonski PAR se koriste u hirurgiji kao antiseptici.
Kapilarne manifestacije, fizičke manifestacije, uvećane površnom napetošću na međuprostoru između sredina, koje ne oklevaju. Sve dok K. I. ispuštati zvukove pojavljivanja u rijetkim sredinama, dozivajući njihove zakrivljene površine, što je između domovine, plina ili vlažne pare.
Mokrenje, pojava koja se okrivljuje za dotik do sredine sa površine tvrdog tijela ili druge sredine. Ispostavilo se, zokrema, na roztíkanní rídini na tvrdim površinama, koje su u kontaktu s plinom (parom) ili drugim rídina, curenjem poroznih tijela i praha, zakrivljenost površine šipki je od čvrstog tijela.
Laplaceova formula
Pogledajmo tanko tanko pljuvanje, zavtovški yakoi mogu biti ogorčeni. Vježbajte da smanjite svoju slobodnu energiju, topljenje stvara razliku različite strane. Ovo objašnjava razlog za sijalice milja: dodatni porok topljenja. Dodatni pritisak na tački površine za taloženje zbog prosječne zakrivljenosti u ovoj tački i dat Laplaceova formula:
Evo R 1,2 - radijusi zakrivljenosti glave u tačkama. Smrad može biti isti znak, kao da centri zakrivljenosti leže na jednoj strani tačke ravno u tački, a različit znak - kao da na suprotnoj strani. Na primjer, za sferu, centri zakrivljenosti u bilo kojoj tački na površini kreću se oko centra sfere, tako da
R 1 = R 2 = R
Za vertikalnu površinu kružnog cilindra polumjera R možda
Uzvratite poštovanje, šta Δ str može biti neprekidna funkcija na površini topljenja, tada izbor “pozitivne” strane topljenja u jednoj tački lokalno jednoznačno definira pozitivni bik površina na dosit bliskim í̈ točkama.
Iz Laplaceovih formula, to je duga, kilometarska plivka, razvučena preko okvira prilično velikog oblika i ne zadovoljava lukovice, matima prosječne zakrivljenosti, koja je dobra 0.
Predmet molekularne fizike i termodinamike. Statistička fizika i termodinamika. Glavne odredbe MKTgasa. Termodinamičke i statističke metode. Tri klipa termodinamike.
Molekularna fizika podijeljena fizika, u kojoj se fizička snaga tijela u različitim mlinovima agregata zasniva na pogledu na njihov mikroskopski (molekularni) život.
termodinamika, nauka o najvažnijim moćima makroskopskih sistema, koje se menjaju na stanici termodinamičke svestranosti, odnosno o procesu prelaza između njih.
statistička fizika, podijeljenu fiziku, čiji je zadatak da pokaže moć makroskopskih tijela, moć sistema koji se formiraju od velikog broja istih čestica (molekula, atoma, elektrona, zajedno), kroz snagu ovih čestica i međudjelovanja između njima.
Molekularno-kinetička teorija Zove se vchennya, jer objašnjava postojanje moći tijela rukom i međusobnom igrom atoma, molekula i jona, od kojih se tijela formiraju.
U osnovi IKT-a biće govora koji će lagati tri pozicije, čija je koža donesena na dodatno upozorenje i dokaz (Brownivsky Rukh, difuzija i ostalo):
1.
govor se sastoji od čestica;
2.
čestice se haotično urušavaju;
3.
čestice međusobno djeluju jedna po jedna.
Metamolekularno-kinetička teorija je objašnjenje moći makroskopskih tijela i termičkih procesa koji se u njima odvijaju, na osnovu dokaza da su sva tijela sastavljena od malih čestica koje se padaju.
Procesi, oličeni u molekularnoj fizici, rezultat su kombinovanog ubrizgavanja značajnog dijela molekula. Zakoni ponašanja značajnog dijela molekula, koji su statistički zakoni, završavaju se uz dodatnu pomoć. statistička metoda. Ova metoda utemeljenja zasniva se na činjenici da je snaga makroskopskog sistema u konačnoj analizi određena snagom dijelova sistema, posebnostima njihovog kretanja. prosjek vrijednosti dinamičkih karakteristika ovih čestica (brzina, energija itd.). Na primjer, temperatura tijela je određena varijacijom haotičnog kretanja molekula, ali oscile, bilo u različito vrijeme, mogu varirati u varijaciji, ona se može izraziti samo kroz prosječnu vrijednost varijacije kretanje molekula.
Termodinamika ne razmatra mikroprocese koji su u osnovi ovih transformacija. Tsim termodinamička metoda vídríznyaêtsya kao statistika. Termodinamika se zasniva na dvije zasjede fundamentalnih zakona koji su ustanovljeni u rezultatima novijih podataka.
Klipovi termodinamike- Konzistentnost postulata koji su u osnovi termodinamike. Ove odredbe su utvrđene kao rezultat naučnog istraživanja i donesene eksperimentalno. Kako se prihvaćaju postulati smrada kako bi se termodinamika mogla aksiomatski stimulirati.
Potreba za ranom termodinamikom je zbog činjenice da termodinamika opisuje makroskopske parametre sistema bez posebnih dopuštenja za njihovo mikroskopsko proširenje. Statistička fizika se bavi ishranom unutrašnje strukture.
Klipovi termodinamike su nezavisni, tako da se ne mogu razviti od drugih klipova.
Prvi klip termodinamike
Količina toplote koju oduzme sistem ide na promjenu unutrašnje energije i rada suprotstavljenih sila
Promene unutrašnje energije sistema pri prelasku iz jednog stanja u drugo napredniji zbir radnih sila i količine toplote prenete sistemu i ne leže u načinu na koji se taj prelaz vrši.
δ Q = δ A + dU , de dUê posljednji diferencijal unutrašnje energije sistema, i δ Q i δ A je elementarna količina toplote, preneta sistemu, taj elementarni rad, koji sistem obavlja na održiv način.
Još jedan klip termodinamike
Drugi zakon termodinamike onemogućava stvaranje vječnog kretanja druge vrste.
1 - Clausiusov postulat. Nemoguć proces čiji bi jedini rezultat bio prijenos topline sa hladnog tijela na toplo
2 - Kelvinov postulat. Nemoguće kružni proces čiji bi jedini rezultat bio punjenje u boce posla za hlađenje rezervoara toplote
Treći klip termodinamike može se formulirati na sljedeći način:
Entropijski rast ( kao svijet bez problema u sistemu) na temperaturi apsolutne nule, pragne do poslednje granice, koja se ne može deponovati, bez obzira koliko je važan sistem.
Nulti klip termodinamike (vrući klip termodinamike)
fizički princip, koja je čvrsta, koja je nezavisna od mlina izolovanog sistema vrešti-rešt, u njemu se uspostavlja termodinamička jednakost, kao i da svi delovi sistema, kada se postigne termodinamičko izjednačavanje, moraju imati istu temperaturu. Tim sam bulo zero cob zapravo ulazi i određuje razumijevanje temperature. Nultom klipu možete dati trodimenzionalni oblik:
Yakscho sistem A biti u termodinamičkoj ravnoteži sistema B, i to kod nje, iz sistema C, zatim sistem A znati u rívnorazí z C. Kod kojih je temperatura jednaka.
Statistička termodinamika- Razdíl statističku fiziku, scho formulirati zakone, scho pov'yazuyut molekularnu snagu govora s vimiryuvanim na dosvid TD vrijednosti.
STD je povezan sa opstrukcijom zakona termodinamike jednako važnih sistema i proračuna TD funkcija za molekularne konstante. STD se zasniva na hipotezama i postulatima.
Sa stanovišta mehanike, na STL-u se razmatraju prosječne vrijednosti koordinata i impulsa i zamah pojave njihovih vrijednosti. Termodinamičke snage makroskopskog sistema se posmatraju kao prosečne vrednosti vipadske vrednosti inače, karakteristike zadebljanja ymovírností.
Razlikovati klasičnu STD (Maxwell, Boltzmann), kvantnu (Fermi, Dirac, Bose, Einstein).
Glavna hipoteza STD: postoji nedvosmislena veza između molekularne moći čestica koje formiraju sistem i makroskopskih moći sistema.
Ansambl je velik, može postojati beskonačan broj sličnih TD sistema, koji se nalaze u različitim mikrostanima. Ansambl sa konstantnom energijom ima sve mikrostane jednakog kretanja. Prosječna vrijednost se fizički mjeri za veliki vremenski interval prije prosječne vrijednosti za ansambl.
§ 1. Mikro-ta za makrostan. Termodinamički imovirnist (statična vaga) i entropija. Boltzmannove formule. Statistička priroda drugog TD zakona
Za opis makrostana potreban je mali broj izmjena (često 2). Za opis mikrostana treba napraviti opis specifičnih čestica, kože iz koje se unosi šest različitih.
Za grafičku sliku, mikrostan je lako prekriven faznim prostorom. Razlikovati - fazni prostor (molekule) i G-fazni prostor (gas).
Radi broja mikrostanica, Boltzmann vikoristovuvav sposíb seredkív, tobto. faza je podijeljena na sredine, a vrijednost sredina je velika, tako da se može smjestiti prskanje čestica, ali malo prema cjelini.
Ako se uzme u obzir da je jedna sredina utemeljena na jedan mikrostan, onda, ako se cijela obaveza podijeli na obaveznu sredinu, oduzimamo broj mikrostana.
Prihvatljivo je da je fazni prostor podijeljen na tri sredine. Ukupan broj čestica u sistemu je devet. Neka jedan makrostan: 7+1+1, drugi: 5+2+2, treći: 3+3+3. Porahuyemo broj mikrostanica, sa kojima je moguće implementirati kožne makrostane. Ovo je broj načina da postanete bolji. Boltzmannova statistika je često zapamćena po tome. razmjena čestica između srednjih daje novi mikrostan, ali makrostan se sam od sebe napušta.
Najveće mikrostanice daje sistem, u kojem su čestice ravnomjerno raspoređene po cijelom volumenu. Najnovija stanica prepoznaje akumulaciju čestica u jednom dijelu sistema.
Broj mikrostanica je najvažniji ako se Avogadrov broj podijeli na dvije sredine:
Koristimo Stirlingovu formulu:
Kao jedan dio da skočimo u tuđu sredinu, oduzimamo pažnju.
Uzmimo sistem Xčestice. Let mi wanto, shob. Rozrahunok pokazati šta X = 10 12 .
U svijetu prijelaza sistema u ravnopravno stanje raste termodinamička pokretljivost, raste i entropija. otzhe,
Pogledajmo funkciju, za koju uzimamo sistem od dva centra. Prvi vipad ima NA+0, drugi 0,5 + 0,5. Temperatura je konstantna. Prelaz sa prve stanice na sledeću - izotermno širenje gasa.
Zgidno s Boltzmannovom formulom,
Zato izađi postiyna Boltzmann. Sada možemo matematički koristiti Boltzmannovu formulu.
Uzmite dva sistema
Iz dva sistema možemo riješiti treći, iako je entropija novog sistema naprednija:
Mobilnost dva nezavisna sistema se višestruko povećava:
Funkcija je logaritamska:
Aleentropija - vrijednost ekspanzije, potrebni koeficijent proporcije. Ace je Boltzmannova konstanta.
Osa je ovde ljigav prelaz i visnovok, da maksimalna entropija u tački jednakosti nije apsolutni zakon, već statistički. Kao što vidite, ako ima manje čestica, onda je drugi zakon termodinamike prikladniji.
§ 2. Razlaganje molekula energijom. Boltzmannov zakon
Sistem H čestice, . Kako se molekuli dijele po energiji? Kako broj molekula može imati energiju?
Entropija na stanici je jednaka maksimalnoj vrednosti:
A sada znamo više:
Znamo razlike:
Rivnian (2) nema sav broj nezavisnih
Da bismo zaobišli varijable koje se nalaze u kvaru, koristimo metodu neznatnih Lagrangeovih množitelja:
Odabrani su tako da koeficijenti za ugarske promjene budu jednaki nuli.
Todi reshta članovi sume nezavisni. Ostaje viide, scho
Potencijalno isplativo:
Predloženo:
Predstavljamo u (3):
Riješimo se još jednog množitelja. Ur-e (6) logaritam, pomnožen sa i podzbirom:
Neznačajni Lagrangeov množitelj postao je pjevajući.
Preostalo, Boltzmanov zakon će biti napisan:
U (8) predstavljamo vrijednosti
Chinnik Boltzmann
Drugim riječima, Boltzmann je ovako zapisan:
Očigledno, onda na temperaturi blizu apsolutne nule. nema molekula na linijama buđenja. Na temperaturi koja nije bila neusklađena, dizao sam se za sve jednake.
- Suma iza logora
§ 3. Zbir iza tabora molekula i njenih veza sa termodinamičkim silama
Jasno je da moćnici imaju mnogo novca iza tabora molekula. Prvo, vrijednost je beskonačna, a vrijednost ovisi o temperaturi, broju čestica i zapremini sistema. Također je moguće ležati u obliku mase molekula koji njen formiraju nalet.
Dali zbir za kampove nije apsolutna vrijednost, on se pripisuje tačno tačnom množitelju. Vrijednost depozita je jednaka energiji sistema. Često se temperatura apsolutne nule uzima kao temperatura molekula sa minimalnim kvantnim brojevima.
Količina iza mlinova je monotono rastuća funkcija temperature:
Sa povećanjem energije, količina novca iza kampova se povećava.
Zbir iza tabora molekula ima moć multiplikativnosti. Energija molekula može se otkriti zbirom progresivne i unutrašnje molekularne energije. Todi zbir za kampove treba napisati ovako:
Možete to učiniti ovako:
Za uništavanje elektroničkih rivniv je potrebno visoke temperature. Tokom perioda relativno niskih temperatura, doprinos elektronskog colivinga je blizu nule.
Nula razdvojena elektronskog stanja
Sve se zove Born-Oppenheimerova aproksimacija.
Pretpostavimo da se isti iznos može zamijeniti na sljedeći način:
Ako je međusobno praktično isto, onda:
Virogenost rivniv
Ovaj oblik pisanja naziva se zbir energije jednake molekuli.
Zbir iza kampova je vezan za termodinamičku snagu sistema.
Pogledajmo temperaturu:
Viraz je oduzet zbog entropije
Helmholcova energija
Znamo za porok:
Entalpija i Gibbsova energija:
Gubitak toplotnog kapaciteta:
Na prvom mjestu, sve vrijednosti ce se povećavaju na nultu energiju, na drugi način, sve jednake vrijednosti se izračunavaju za sisteme, gdje ih često možete zapamtiti. U idealnom gasu, molekuli se ne razlikuju.
§ 4. Kanonska distribucija Gibbsa
Gibbsa, propagirajući metod statističkih ili termodinamičkih ansambala. Ansambl - tse sjajan, ali nema nedoslednosti, broj sličnih termodinamičkih sistema, koji u različitim mikrostanima. Mikrokanonski ansambl karakteriše doslednost. Canonical Ensemble May Postiyni. Rozpodíl Boltsman buv vvedeniya za mikrokanonski ansambl, prijeđimo na kanonski.
Kolika je efikasnost jednog mikrostana u sistemu u termostatu?
Gibbs razumije statistički ansambl. Vidljivo odličan termostat, možda za novi ansambl - međutim, sistemi u različitim mikrostanovima. Hajde M- Broj sistema u ansamblu. U logoru i perebuyat sisteme.
U kanonskom ansamblu, krhotine se mogu realizovati sa različitom energijom, pored toga da se raščiste, što je ustajalo u smislu jednake energije, što smrdi na laž.
Idemo ê kamp, de energija sistema i njena entropija su jednaki. Tsíy sistem vídpovídaê microstanív.
Helmholcova energija je postala cijeli ansambl.
Ako izjednačite unutrašnju energiju sa energijom, onda
Todi ymovírníst jedan će postati skuplji
U takvom rangu, humovirnosti, koje vrijede različite energije, leže u energiji sistema, ali ona može biti drugačija.
- kanonska Gibbsova podjela
- fleksibilnost prema makrostanu
|
§5
Iznos koji stoji iza sistema
Funkcija će postati sistem i može imati moć multiplikativnosti. Za prikaz energije sistema na prvi pogled:
Ispostavilo se da postoji veza za sistem lokalizovanih čestica. Broj mikrostanica za nelokalizirane čestice bit će manji. Todi:
Koristuyuschie snaga u množitelju, otrimaemo:
§ 6. Progresivna suma iza logora.
TD snaga monoatomskog idealnog gasa
Hajde da pogledamo jednoatomski idealni gas. Molekul ulazi kao tačka, jer se može kretati masa i zgrada u prostoru. Energija je često skupa:
Takvo kretanje može imati tri nivoa slobode, što se može zamisliti energijom gledanja u tri skladišta. Pogledajmo koordinate ruh uzdovzh X.
Iz kvantne mehanike:
Postulirajte tako.
