STATISTIČKA TERMODINAMIKA, podijeljena statistička. fizike, obvezujući zakone termodinamike na temelju zakona interakcije. taj ruhu sustav za pohranjivanje čestica. Za sustave u jednako važnoj stanici, statistička termodinamika omogućuje izračunavanje termodinamičkih potencijala, bilježenje razine stanice i izračunavanje faznih i kemijskih. jednak. Nejednako važna statistička termodinamika daje imputaciju spivvídnoshena (razine prijenosa energije, momenta, mase i yogo graničnih umova) i omogućuje vam da izračunate scho koji će biti uključen u jednadžbu prijenosa kinetike. koeficijenti. Statistička termodinamika utvrđuje količine. zv'azok mizh mikro- i makro-power fiz. taj kem. sustava. Rozrahunkov metode i statistička termodinamika vikoristovuyutsya na svim linijama kao što su. teorijski kemija.
Osnovno razumijevanje. Za statističke. Opis makroskopskog. sustavima J. Gibbsa (1901) predloženo je da osvoji razumijevanje statističkih. ansambl i fazni prostor, koji vam omogućuje dovršavanje zadataka metode i teorije imovirnosti. Statistički ansambl-sukupníst luk velik broj istih sustava mnogi drugi. čestice (tj. "kopije" analiziranog sustava), koje će na istoj makro stanici, postati više parametara; njome se može osvježiti mikrostan sustava. Glavni statistički ansambl-mikrokanonski, kanonski, veliki kanonski. i izobarno-izotermni.
Mikrokanonski. Gibbsov ansambl vikoristovuyuchi prilikom ispitivanja izolacijskih sustava (koji ne izmjenjuju energiju E s suvišnim medijem), koji može biti konstantan V i broj identičnih čestica N (E, V i N-parametri će postati sustav). Kalinivka. Za opis sustava konstantne komunikacije odabran je Gibbsov ansambl koji su u toplinskoj ravnoteži s prisutnim medijem (aps. t-ra T) s konstantnim brojem čestica N (parametri V, T, N). Veliki kanon. Gibbsov ansambl odabran je za opis kritičnih sustava, koji se nalaze u toplinskoj ravnoteži s velikim medijem (t-ra T) i materijalnoj ravnoteži s rezervoarom čestica (dolazi do izmjene čestica svih vrsta kroz "zidovi" za izdvajanje sustava s volumenom V). Postat ću parametri takvog sustava V, T i m - kemijski potencijal čestica. Izobarno-izotermni. Gibbsov ansambl je odabran za opis sustava koji su u toplinskom i lukavstvu. jednaka navkolyshnim sredini s konstantnim tlakom P (parametri će biti T, P, N).
Fazni prostor statističkog mehaničko-bagatomski prostor, čije su osi sve sužene koordinate q i í povezane s njima impulsima p i (i = 1,2, ..., M) sustava s M koraka slobode. Za sustav koji se sastoji od N atoma, q i í p i trebao bi dati kartezijanske koordinate komponente zamaha (a = x, y, z) svakog atoma j í M = 3N . Skup koordinata i impulsa označeni su q i p na dosljedan način. Stanica sustava predstavljena je točkom u blizini faznog prostora ekspanzije 2M, a promjena će postati sustav u satu ili trenutku točke vzdovzh linije, zvuka. fazna putanja. Za statističke. Opis sustava bit će uveden kako bi se razumjeli fazni obsyagu (element obveze faznog prostora) i funkcija podjele f (p, q), koja karakterizira širinu nepokretnosti točke, koja prikazuje stanje sustava, elemente faznog prostora u blizini točke s koordinatama p, q. Kvantna mehanika ima faznu predanost razumijevanju diskretne energije. spektar obsyagu sustava na kraju linije, tk. kamp malog dijela nije određen impulsom i koordinatama, već hvilijskom funkcijom, koja je u stacionarnoj dinamici. mlinski sustav vídpovídaê energetich. spektar kvantnih stanica.
Funkcija cijepanja klasična f(p, q) sustav karakterizira fleksibilnost implementacije ovog mikroPostat ću (p, q) element obsyagu dG faznog prostora. Imovirnist perebuvannya N čestica u beskonačno maloj opsnosti faznog prostora je više:
de dG N - element faznog spoja sustava u jedinicama h 3N h-konstante Plancka; dilnik N! vrakhovu one scho, scho permutacija istosti. čestice ne mijenjaju sustav. F-tsiya rozpodílu vídpovídaê umoví normalizacija t f(p, q)dG N = 1, jer sustav je autentično poznat K.-L. postati. Za kvantne sustave, funkcija rozpodílu definira imovirníst w i , N znahodzhennya sustav od N čestica u kvantnoj stanici, koji je dan 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) be-bilo koji fizički. vrijednosti A(p, q), koje su funkcija koordinata i impulsa svih dijelova sustava, izračunavaju se prema pravilu za dodatne funkcije
Integracija preko koordinata provodi se za cijeli sustav, a integracija preko impulsa u - , do +, . Mlin termodinamički. Rivnovagi sustav slid yak intera t: , . Za jednako važno stannív f-tsíí̈ rozpodílu vynachayutsya bez víríshennya ur-nya ruhu skladišnog sustava čestica. Pogled na te funkcije (isto za klasične i kvantne sustave) uveo je J. Gibbs (1901).
Na mikrokanonskom ansambli Gibbsa sve mikrostane s danom energijom E rívnoymovirní í f-tsíya rozpodílu za klasich. sustavi mogu izgledati:
f(p,q) = A d,
de d - Diracova delta funkcija, H(p, q) - Hamiltonova funkcija, koja je zbroj kinetike. taj potencijal. energija malih čestica; postíyna A je odabrana za razumijevanje normalizacije f-tsíí̈ f(p, q). Za kvantne sustave, s točnošću postavljanja kvantnog stanja, koje je važnije od vrijednosti DE, moguće je do frekvencije beznačajnosti između energije i sata (između zamaha i koordinate čestice), f-tsiya w (E k) \u003d -1 (E k) = 0, dakle 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 sustav zí statistički. vagon:
S(E, N, V) = klng(E, N, V)
Na kanonskom Gibbsovi ansambli stabilnosti značaja sustava 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 (Helmholtzova energija), koju treba položiti u vrijednosti V, T, N:
F = -kTlnZN ,
de Z N-stat. zbroj (u vrijeme kvantnog sustava) chi statistika. integral (u vrijeme klasičnih sustava), koji je određen umnom normalizacijom f-tsíy w i, N ili f (p, q):
Z N = m exp[-H(p, q)/kT]dpdq/(N!h 3N)
(Zbroj po r se preuzima za sva kvantna stanja sustava, a integracija se provodi po cijelom faznom prostoru).
Na Velikom kanonu. ansambli Gibbsa f-tsiya rozpodílu f(p, q) i statistika. zbroj X
de W-termodinamički potencijal, koji treba deponirati u obliku promjena V, T, m U ízobarno-ízothermích. ansambli Gibbsa zbroj Q, kako se izdvaja od uma norme, pogledati:
de G-energija Gibbsovog sustava (izobarno-izotermni potencijal, slobodna entalpija).
Za proračun termodinamike f-tsíí̈ može biti pobjednički bez obzira na to je li rozpodíl: smradovi su jednaki jedan prema jedan i slični su različitim fizičkim. umovima. Mikrokanonski. rozpodil Gibbs zastosovuêtsya gol. arr. na teorijskom praćenje. Radi konkretnih zadataka razmatraju se ansambli u kojima je uzeta izmjena energije s medijem (kanonska i izobarično-izotermna) ili izmjena energije i čestica (veliki kanonski ansambl). Ostatak je posebno pogodan za faznu i kemijsku gnojidbu. jednak. Statistički zbroji Z N í Q omogućuju nam da označimo Helmholtzovu energiju F, Gibbsovu energiju G, a također i termodinamičku. St. Otoci sustava, 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 , toplinski kapacitet pri konstantnom tlaku V = 2RT(9 lnZ N /9 T) V + RT 2 (9 2 lnZ N /9 T 2) V , toplinski kapacitet pri konstantnom tlaku S R = 2RT (9 lnZ N /9 T) P + + RT 2 (9 lnZ N /9 T 2) P itd. Odg. sve ci vrijednosti se akumuliraju i statistički. sens. Dakle, unutarnja energija se crpi iz prosječne energije sustava, što omogućuje da se prvi klip termodinamike vidi kao zakon očuvanja energije u Rusiji, sustav čestica; vil. energija je povezana iz statistike. zbroj sustava, entropija-z broj mikrostanica g u danoj makrostanici, ili statistički. vaga macrostan, i, kasnije, z yoga imovirnistyu. Sens of entropy, kao svijet imovirnosti, spasit ću još stotinjak (nebitnih) pozicija. Na stanici jednake entropije izolir. sustav može imati najveću moguću vrijednost prilikom postavljanja poziva. umovi (E, V, N), tobto jednako važan kamp ê naib. mogući kamp (s max. statistikom. vagon). Stoga je prijelaz iz nevažnog stanja u jednako važno proces prijelaza iz manjeg stanja u veće stanje. Na koga polygaê statistički. sens na zakon rasta entropije, zgídno na neku vrstu entropije zatvorenog sustava može se samo povećati (razd. Drugi klip termodinamike). Kod t-ri trbušnjaka. nula kože sustav perebuvaê u glavnom. stani, u kojoj je w 0 = 1 i S = 0. Tse skrućivanje je treći klip termodinamike (razd. Toplinski teorem). Upravo iz nedvosmislene definicije entropije potrebno je ubrzati kvantni opis, jer na klasiku statistika entropije m. b. imenovan samo s točnošću do dovoljnog dodanku.
Idealni sustavi. Rozrahunok statistika. zbroj više sustava ê sklopivi zadaci. Vaughn će značajno pitati različite plinske tvrtke, kao doprinos potencijalima. Energija za punu energiju sustava može se puniti. Na taj način se broj f-tsiya f-tsíya podílu f (p, q) za N čestica idealnog sustava izražava kroz dodatni jednodijelni f-tsíy podílu f 1 (p, q):
Rozpodíl čestice na mikrostanami da padnu u víd í̈hny kínetich. energija i vrsta kvantnog sv-u sustavu, umovleniyanjima istovjetnost dijelova. U kvantnoj mehanici svi dijelovi su podijeljeni u dvije klase: fermioni i bozoni. Vrsta statistike, koja se često podređuje, nedvosmisleno se poklapa s njihovim spinom.
Fermi-Diracova statistika ukazuje na razliku u sustavu totaliteta. čestice sa okretima 1/2, 3/2,... u jedinicama đ = h/2p. Častka (ili kvazičestica), koja podređuje značaj statistike, zvuk. fermion. Elektroni u atomima, metalima i vodičima, atomske jezgre s nesparenim atomskim brojem, atomi s nesparenom razlikom u atomskom broju i broju elektrona, kvazičestice (primjerice, elektroni i trci u čvrstim tijelima) tanji su do fermiona. Tsya statistiku je predložio E. Fermi 1926.; iste sudbine P. Dirak z'yasuvav njen quantum. sens. Hvilova funkcija sustava fermiona je antisimetrična, tj. zminyuê svíy predznak kada permutacija koordinata i spin be-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 recikliraju u stanici s energijom E i, određen je funkcijom Fermi-Diracove podpodjele:
n i = (1 + exp [(E i - m )/kT]) -1 ,
de i-skup kvantnih brojeva, koji karakteriziraju mlin dijela.
Bose-Einsteinova statistika definira sustave totologija. čestice s nultim ili beskonačnim spinom (0, đ, 2đ, ...). Dio ili kvazi-čestica, koji podređuje značaj statistike, zvuk. bozon. Ovu statistiku je predložio Sh. Bose (1924) za fotone, a potvrdio A. Einstein (1924) stotinama molekula idealnog plina, koje se, na primjer, vide kao skladišne čestice iz par broja fermiona. atomske jezgre s parom ukupnog broja protona i neutrona (deuteron, jezgra 4 Nije pretanak). Prije bozona također se mogu vidjeti fononi u čvrstom i rijetkom 4 He, egzitoni u vodičima i dielektricima. Khviljovljeva funkcija sustava je simetrična prema permutaciji je li parnost istosti ili ne. čestice. Brojevi kvantnih stanja nisu ničim ograničeni, tj. u jednom taboru može biti puno čestica. Prosječan broj čestica n i idealnog plina bozona, koje se koriste u stanici s energijom E i, opisuje se Bose-Einsteinovom 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 vidi da je raspodjela idealnog plina iza impulsa i koordinata u faznom prostoru jedne čestice, a ne u faznom prostoru svih čestica, kao u slučaju Gibbsove raspodjele. Jak minimalan. sam obsyagu fazni prostor, scho maê shíst vimiryuvan (tri koordinate i tri projekcije zamaha čestice), očito do kvanta. spívvídshennyam neviznachenosti , ne možete odabrati manji ugovor, nizh h 3 . Prosječan broj čestica n i idealnog plina, koje se na stanici ponovno kupe energijom E i, opisuje se Boltzmannovom funkcijom:
n i = exp [( m -E i)/kT].
Za dijelove, poput ruhayutsya za zakone klasika. mehaničara u tvornici. potencijal polje U(r) je statistički jednako funkciji rozpodílu f 1 (p, r) za impulse p i vidljive su koordinate r čestica idealnog plina:f 1 (p, r) = A exp (- [p 2 / 2m + U (r)] / kT). Ovdje p 2/2m-kinetički. energija molekula s masom w, konstanta A izračunava se za normalizaciju uma. Tsey viraz često zvuk. rozpodíl Maxwell-Boltzmann, a 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 točki r (n 0 - širina broja čestica bez savršenog polja). Rozpodil Boltzmann opisuje rozpodíl madežhladne u polju gravitacije (barometrijski f-la), molekule i visoko dispergirane čestice u polju vodenih centara sila, elektrona u nevirogenim vodičima, a također i vikorist za rozrahunka rospodil iona u rozbavl. otopine elektrolitika (u polju i na kordonu s elektrodom) i sl. Kod U(r) = 0, Maxwellov rozpodil - Boltz-mann slijedi Maxwellov rozpodil, koji opisuje rozpodil za swidkost čestice, koje se nalaze u statistički. 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 vrijedi ne samo za plinove, već i za rijeke (kao što im je moguć klasičan opis), ali i za Brownove čestice koje su važne za plinove i plinove. Yogo vikoristovuyut za pídrakhunku broj zítknen molekule plina između sebe u tijeku kem. p-tsíí̈ i z atoma pov-stí.
Količina iza logora molekule. Statistički zbroj idealnog plina u kanoniku. Gibbsovi ansambli izraženi su kroz zbroj iza tabora jedne molekule Q 1:
de E i - energija i-te kvantne razine molekule (i = Otprilike jednaka nultoj razini molekule), g i -statistika. vaga i-tog jednakog. Istodobno se u molekuli može vidjeti puno elektrona, atoma i skupina atoma, a može se namotati puno molekula kao cjelina međusobna povezanost, proteo može biti približno neovisan. Todi zbroj za kampove molekule m. b. Predstavlja se stvaranjem puno 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 zbroj elektroničkih i nuklearnih stanja atoma; za molekule Q ext - zbroj elektronskih, nuklearnih, colivan. vrtim se. postajući V površina t-r víd 10 do 10 3 Prije zvuka vikorista opisani su opisi u kojima se samostalno mogu 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 skupina atoma.
Zbroj koji stoji iza tabora elektroničkog pokreta Q imao je više statistike. Wagi R t glavni. elektronički postaju molekula. Kod bogatih. fluktuacije glavnog ríven nedjevica i od vode oka najbližeg probuđenog rívn znači. energija: (P t \u003d 1). Međutim, u brojnim ponašanjima, npr. za molekulu O 2, Pm = h, u glavnom. trenutak broja ruhu molekula vídmínniy víd nula i maê mísce vyrodzhennya energíchnyh rivnív, i energije zbudzhenih stanív m. b. završiti nisko. Količina iza Q kampova je odvratna, izluđena oživljavanjem nuklearnih spinova, draga:
de s i -spin jezgre atoma i, tvir se uzima za sve atome molekule. Količina novca iza logora. ruhumolekule de v i -frekvencijemali kolivani, 
n je broj atoma u molekuli. Zbroj za mlinove uvijati. Kolaps bogate atomske molekule s velikim momentima inercije može se vidjeti klasično [promatranje visokih temperatura, T/qi 1 de qi = h 2 /8p 2 kI i (i = x, y, z), I t je moment inercije glave koji se omota oko i osi]: Q BP = (p T 3 / qxqyqz) 1/2. Za linearne molekule s 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, učinke interakcije. kolyvannya. vrtim se. stepenice slobode (div. Non-zhorstki molekule), kao i mnoštvo elektronskih stanica, populacija buđenja itd. niske temperature(ispod 10 K) potrebno je ispraviti kvantne efekte (osobito za dvoatomske molekule). Da, vrti se. Struktura heteronuklearne molekule AB opisana je f-le:
l-rotacijski broj Postat ću, a za homonuklearne molekule A2 (osobito za molekule vode H2, deuterij D2, tricij T2) nuklearna i zamotati. korak slobode interakcije. prijateljus prijateljem: Q je odvratan. rotacija Q otrut · Q truleži.
Poznavanje zbroja molekula iza logora omogućuje vam da razvijete termodinamiku. sv-va ídealnogo plina i zbroj idealnih plinova, uklj. kemijske konstante. jednak, jednako važan korak ionizacije tanko. Važna vrijednost teorije aps. Swidkosti r-tsíy može mozhlivíst rozrahunku konstante jednake procesu osvjetljavanja aktivira. kompleks (prijelazni logor), jer se čini kao modifikacija. dio, one s kolivan. koraci slobode zamijenjeni su korakom slobode hodanja. žuriti.
Nesavršeni sustavi. U stvarnim plinovima, molekule međusobno djeluju. jedan s jednim. I ovdje zbroj za kampove ansambla ne počinje do dna zbroja za kampove osam molekula. Što mislite, što mislite. uzajamni mod. nemojte sipati iznutra. Postat ću molekule, statistički. zbroj sustava u klasici. blizina plina, koji se sastoji od N identičnosti. čestice, mogu izgledati:
de 
Ovdje<2 N-konfiguracija. integral, koji vrakhovuê vzaêmod. molekule. Naib, često potencijalni. Energija molekula U smatra se zbrojem parnih potencijala: U = =de U(r ij) - potencijalno središte. snaga za polaganjeVídstaní r ij između molekula i i j. Vrakhovuyt također bogat doprinosima potencijalu. energija, učinak orijentacije molekula je pravedan. Potreba za rozrahunka konfiguracijom. integrirani vinikaê píd sat rassglyadu li bilo koji kondenzator. fazama i između faza. Točno vrh zadatka. tíl je praktički nemoguće, pa za statističku analizu. zbroj i sve termodinamičke. sv-in, oberzhuvanih íz statistika. sumi diferentiyuvannyam za vídpovídnimi parametre, vikoristovuyut decomp. obližnjim putovima.
Vídpovídno do t. Za metodu grupnih distribucija, standard sustava ima pogled na ukupnost kompleksa (skupina) koja se temelji na različitom broju molekula i konfiguracija. Integral se raspada na niz grupnih integrala. Takav vam pidhid omogućuje da otkrijete jeste li termodinamički. f-tsíyu pravi plin jak nizak za korake schílností. naib. važna spívvídnoshennia ove vrste - vírialne ur-nya će postati.
Za teorijsko inventar sv-v schílnih gazív, rídin í solid tíl, rozchinív neelektrolítív í elektrolítív í interrozdílu u tsikh sustavima bolsh zruchnym, nizh prjaimy rozrahunok statistiku. sumoyu ê metoda n-djelomičnih funkcija rozpodílu. Novi zamjenik ima statističara. koža vaga će se učvrstiti. energija vikornog spívvídnoshennia mízh f-tions rozpodílu f n , yakí karakteriziraju fluktuacije čestica znakhodzhennya odjednom u točkama 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-tsiya 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 točkama 1 i 2; korelacijske funkcije g (|r 1 - r 2 |) = f 2 (r 1, r 2) / r 2, koja karakterizira međusobnu korelaciju u raspodjeli čestica. Relevantne informacije daju se rendgenskom strukturnom analizom.
F-tsíí̈ rozpodílu rozmírností n í n + 1 pov'yazaní neskíchennoy sustav íntegrodifference, scho zacheplyuyutsya. ur-níy Bogolyubov-Born-Grín-Kirkvud-Ívon, čije je rješenje uzeto površno glatko, da se učinci korelacije između čestica vrakhovuyut uvoda razgrađuju. aproksimacije, yakí označavaju, na neki način, f-tsíya f n izražena kroz f-tsíí̈ manje zamračenja. Odg. Slomljeni prosinac. aproksimacija metoda rozrahunka f-tsíy f n , a kroz njih - sve termodinamičke. Pokazatelji u analiziranom sustavu. naib. stosuvannya može biti blizu Percus-Ievka i hiperlanca.
Modeli otopina kondenzatora. bolje upoznati termodinamiku gledajući praktički sve fizikalne i kemijske. zadataka. Cijeli je sustav podijeljen na lokalne regije s karakterističnom veličinom reda molekule 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. konfiguraciju molekula. Gratkov modeli vzahovuyut vzaêmod. molekule jednu po jednu; energija interakcije. opisuje energiju parametrima. U nizu modela vipadkív gratkoví dopuštaju točne odluke, koje omogućuju procjenu prirode zamjeničkog pristupa. Iz njihovog dodatno mogućeg pogleda na bogato i specifično. uzaêmod., orijentacija. efekti itd. Gratkovljevi modeli su glavni u razvoju i provedbi primijenjenih istraživanja u području neelektrolita i polimera, faznih prijelaza, kritičnih pojava i izrazito heterogenih sustava.
Numeričke metode za određivanje termodinamike. sv-in nabuvayut daedals većeg značaja u svijetu za izračunavanje razvoja. tehnologija. Monte Carlo metoda ima izravnu analizu bogatih integrala, što vam omogućuje uzimanje statističkih podataka. srednji stražarvrijednost A(r1.....r N) za be-yakim zí statistički. ansambli(Na primjer, A je energija sustava). Dakle, na kanonu. termodinamički ansambli. prosjek može izgledati:
Danska metoda zastosovuetsya praktički na sve sustave; Održavanje dodatne prosječne vrijednosti za obmezheniya obsyagív (N = 10 2 -10 5) ê dobre aproksimacije za opis makroskopskog. objekti se mogu promatrati kao točni rezultati.
Na metodu jezika. Dinamika evolucije će se sustavno razmatrati za dodatnu numeričku integraciju Newtonovih jednadžbi za dio kože kormila (N = 102-105) s zadanim potencijalima međudjelične interakcije. Jednake karakteristike sustava uspostavljaju se prosječnim po fazama putanja (iza pomaka i koordinata) na velikom satu, nakon postavljanja Maxwellove raspodjele čestica iza pomaka (tzv. termalizacijsko razdoblje).
Obmezhennya i vikoristanny numeričke metode u glavnom. određene su mogućnostima EOM-a. Specijalista. izračunati. priyomi dopustiti ominati sklopivi, pov'yazaní z tim, scho nije pravi sustav, već mali obsyag; To je posebno važno pri upravljanju dalekometnim potencijalima međusobnog modaliteta, analizi faznih prijelaza itd.
Fizička kinetika - podijeljena statistika. fizika, koja daje opis spivvídnuvannya spívvídníníníníní teplodínaíníníkí neopozivog protsísív, scho ê ospezhennja energije, ímpulsu í massi, a također vplyv ín í í procesi zov. zalijevanje Kínetich. makroskopski koeficijenti. Indikatori sucile medija, koji označava ugarnost tokova fiz. količine (toplina, impuls, komponente mase i in.) unazvati tok gradijenata t-ri, koncentracija, hidrodinamički. brzina i drugi. Potrebno je razlikovati Onsagerove koeficijente koji su uključeni u jednadžbu koja pokazuje strujanja iz termodinamike. sile (termodinamika. Rukh razina), te koeficijenti prijenosa (difuzija, toplinska vodljivost, tanka viskoznost) koji ulaze u razinu prijenosa. Prvo m. b. izrazi preko drugih za pomoć spívvídnoshen mízh makroskopich. karakteristike sustava, koje se mogu smatrati samo koeficijentima. prenio.
Za rozrahunka makroskopski. koef. Neophodno je da se prijenos prosječi nad sposobnostima provedbe elementarnih akata za prijenos za dodatnu nevažnu funkciju. Onaj tko analizira ima glavobolju. vrsta f-tsííí̈ rozpodílu f(p, q, t) (t-h) nevidomy (na vídmínu víd ívnovnaníí̈í stan sustava, yak opisuêêyu f-tsííí̈ rozpodílu Gibbs, obrazhuvanih na t : , ). Uzmimo u obzir n-dijelove f-tsíí̈ rozpodílu f n (r, q, t), kao otrimuyut z f-tsíy f (p, q, t) prosječenih po koordinatama i impulsima ostalih (N - p) čestica:
Í̈x m. b. sastavljen je sustav razina, koji vam omogućuje da opišete neka od neujednačenih stanja. Viríshennya tsíêí̈ sustavi ur-níy duzhe presavijeni. U pravilu kinetički teorija plinova i plinu sličnih kvazičestica u čvrstoj čvrstoj tvari (fermioni i bozoni) manja je od razine za jednočestičnu funkciju rozpodila f 1 . Pri priznanju o postojanju korelacije između tabora bilo kakvih čestica (hipoteza mladosti prema kaosu) 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 presjek razdvajanja čestica na tijelu rez dW u laboratorijskoj koordinati sustav, koji bi trebao biti deponiran prema zakonu interakcije čestica vídpovídna pritsílna vídstan i azimutalni kut líníí̈ tsentrív): s dW = bdbde, a molekule rozglyadayutsya yak centar moći potentíalom scho depozita od vídstanízu tsentrívnog za efektivni osnovízu viraz kvantoví̈ mehaníki, od urahuvannyam utjecaju efektív simetríí̈ na ymovírníst zítknennya..
Kako sustav ide prema statistici. jednak , integral zítknen Stf je jednak nuli i kinetička rješenja. Boltzmannova ur-nija prezirat će Maxwella. Za nevažna stanja, kinetička rozvyazannya. Boltzmannovi jednaki cvrkuću pri pogledu na red f-tsíí̈ f 1 (u, r, t) za male parametre kao što je f-tsííí̈ rozpodílu Maxwella. Za najjednostavniju (reakcionu) aproksimaciju, integral integracije se aproksimira kao St f plinovi íz vnutr. stupnjevi slobode simetrija toplinske vodljivosti rídina, moguće je vikirati 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. suhoće i kem. potencijale komponenti, te izračunati tokove impulsa, energije i in-va, kao i zaokružiti Navier-Stokesovu jednadžbu, toplinsku vodljivost i difuziju. Ja ovdje koef. prijenosi su proporcionalni korelacijama prostor-sat. funkcije energetskih tokova, impulsa i in-va komponente kože.
Za opisivanje procesa prijenosa tvari u čvrstim tijelima i između podjela s čvrstim tijelom široko se koristi rešetkasti model kondenzatora. faza. Evoluciju sustava će opisati glavni. kinetički ur-yum (glavna jednadžba)
de P(q, t) = tf(p, q, t) du- funkcija je podijeljena, usrednjena na impulse (fluidnost) svih N čestica, što opisuje podjelu čestica prema čvorovima strukture granata (šest broja korijena 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 sustava u jednom satu zí stan q, koji je opisan cijelim skupom koordinata čestica, u í stan q". Prvi zbroj opisuje doprinos svih procesa, u kojima se dogodio prijelaz iz Danaca u tabor q, drugi sum-vihid iz ovog logora. U slučaju jednako važne distribucije frekvencije (t : , ) P(q) = exp[-H(q)/kT]/Q, de Q-statistika. zbroj, H(q)-energija sustava može biti q. Mobilnost tranzicije zadovoljava se detaljnim principom: W(q" : q)exp[-H(q")/kT] = W(q : q")exp[-H(q)/kT]. Iza podvrećica jednadžbi za funkcije P(q,t) bit će kinetička. ur-nya za n-chastkovyh funkcije rozpodílu, yakí otrimuyut usrednjavanje na rozashuvannyam sve ostale (N - n) čestice. Za male h kinetičke. ur-nya m. b. virishení analitički chi brojčano i z ih pomoći m. b. oduzeti koef. difuzija, samodifuzija, viskozna viskoznost, lomljivost tanko. Ovakva stagnacija pred procesima prijenosa u monoatomskim kristalima relaksacije sustava u jednako važno stanje omogućuje pogled na dekomp. prijelazni procesi za kinetiku faznih transformacija, rast kristala, kinetiku površinskih r-cija. i odrediti njihovu dinamiku. karakteristike, uključujući taj koef. prenio.
Za rozrahunku koef. prijenos u plinovitim, rijetkim i čvrstim fazama, kao i na granicama razdvajanja faza, aktivno se koriste različite varijante metode pristaništa. dinamike, koja vam omogućuje da pratite evoluciju sustava u detalje satima ~10 -15 s do ~10 -10 s Newtona, kako biste se osvetili na desnoj strani stohastike.
Za sustave iz kem. r-cije o prirodi rozpodílu chastok, veliki priljev nadaê spívvídnennia između karakterističnih sati prijenosa reagensa i ih khímíchnym. transformacija. Yakscho shvidkist chem. preobrazba je mala, ponor se raširio, ni u jesen ne eksplodira, 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 kontroliranih difuzijom mogu biti granični umovi (div. Macrokinetics)., 2. izdanje, M., 1982.; Berkeley kolegij fizike, prov. s engleskog, 3 vidavnitstv, v. 5-Reif F., Statistička fizika, M., 1986; Tovbin Yu.K., Teorija fizikalnih i kemijskih procesa na međuplinsko-krutom tijelu, M., 1990. Yu.K. Vinnytsia.
Nakon čitanja gradiva 9. poglavlja, učenik je kriv: plemstvo osnovni postulati statističke termodinamike; vmíti osigurati svote iza tabora plemstva svoje moći; koristuvatisya pojmove i oznake, ukazujući na distribuciju;
Volodja posebna terminologija; Počeci analize termodinamičkih funkcija idealnih plinova statističkim metodama.
Osnovni postulati statističke termodinamike
Termodinamička metoda nije dovoljna za sustave koji se sastoje od malog broja molekula, ali u takvim sustavima postoji razlika između topline i rada. Istodobno, izravno se pojavljuje nedvosmislenost procesa:
Čak i za mali broj molekula, uvrede u tom procesu izravno postaju jednake. Za izolirani sustav - povećanje entropije, ili jedna inducirana toplina (za jednako važne procese zaokreta), ili više od í̈ (za nevažne). Takva dvojnost entropije može se objasniti pogledom na poredak - neuređenost kretanja kao skladišnog sustava čestica; od sada, kao što je entropija moguća kao svijet nereda molekularnog stanja sustava. Qi yakísní yavlennya kílkisno razvivayutsya statističke termodinamike. Statistička termodinamika je dio divlje grane znanosti – statističke mehanike.
Glavna zasjeda statističke mehanike bila je oblikovana kao devetnaesto stoljeće. u praksi L. Boltzmanna i J. Gibbsa.
Prilikom opisivanja sustava koji se sastoje od velikog broja čestica mogu se odabrati dva pristupa: mikroskopski і makroskopski. Makroskopski pidkhíd pobjeđuje s klasičnom termodinamikom, gdje se sustavi, koji osvete jedan čisti govor, ističu u divljem trendu troma kao neovisne promjene: T (temperatura), V (o njima), N (broj čestica). Međutim, s mikroskopskog pogleda, sustav, koji može pokriti 1 mol govora, uključuje 6,02 10 23 molekula. Osim toga, prvi pristup je izvjesno karakterizirati mikrostan sustava,
na primjer, koordinate i impulsi dijela kože u trenutku kože do sata. Mikroskopski opis derivacije klasičnog chi kvanta jednak je kretanju za veličanstveni broj onih koji se mijenjaju. Dakle, mikrostan kože idealnog plina u klasičnoj mehanici opisuje se 6N promjenama. (N - Broj čestica): ZN koordinate i ZN projekcije na impuls.
Kao što se sustav obnavlja na jednako važnoj postaji, 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).
Riža. 9.1.
Statistička termodinamika uspostavlja vezu između dva pristupa. Glavna ideja je napadati u ofenzivi: 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 provodi se iz najboljeg razumijevanja statističkog ansambla. Ansambl - cijeli skup identičnih sustava koji sve moguće mikrostane, sličan jednom makrostanu. Sustav kože prema ansamblu je jedna mikrostanica. Cijeli je ansambl opisan funkcijom rozpodil za koordinate i impulse p(p, q t), kako stoji za nadolazeći rang: p(p, q, t) dpdq - svrha činjenice da je sustav ansamblu u elementu volumena dpdq blizu točke ( R , q) Trenutno t.
Utvrđeno je da je senzorska funkcija u onoj koja ukazuje na statističku vrijednost mikrostajanja kože u makrostanju.
Sa stajališta, elementarne ovlasti funkcije podijeljene su:
Velik dio makroskopske snage sustava može se uzeti kao prosječna vrijednost funkcija koordinata i impulsa f(p, q) po ansamblu:
Na primjer, unutarnja energija je prosječna vrijednost Hamiltonove funkcije H(p, q):
(9.4)
Osnova funkcije trebala je postati bit glavnog postulata klasične statističke mehanike: makroskopska struktura sustava opet je postavljena stvarnom funkcijom pododjeljka , yaka ugodan um (9.1) i (9.2).
Za jednako važne sustave i jednako važne ansamble, funkcija rozpodíl za deponiranje u satu: p = p(p, q). Eksplicitni oblik funkcije nastao je pod utjecajem 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 vrijedi za plinove:
(9.7)
de m- masa molekule plina. Viraz p(v)dv označava sposobnost molekule da ima apsolutnu vrijednost u rasponu od v prije v + d&. Maksimum funkcije (9.7) daje najveću fluidnost molekula, i to integral
prosječna gustoća molekula.
Ako sustav može biti diskretno jednak u energiji i može se opisati kvantno mehanički, tada je zamjena Hamiltonove funkcije H(p, q) vikoristovuyut Hamiltonov operator H, a zamjena funkcije za podjelu je operator širine matrice p:
(9.9)
Dijagonalni elementi matrice snage daju dojam da se sustav nalazi u i-toj energetskoj stanici i da može imati energiju. E(.
(9.10)
Vrijednost konstante određena je mentalnim standardom:
(9.11)
Barjak ovog viraza zove se torba iza logora. Vín je ključna vrijednost za statističku procjenu termodinamičke snage sustava. Iz viraziva (9.10) i (9.11) možete znati broj čestica Njf crpiti energiju
(9.12)
de N- zagalna kílkíst chastok. Podjela čestica (9.12) za jednake energije naziva se Boltzmannova podjela, a broj te podjele naziva se Boltzmannov faktor (množitelj). Neki od njih su zapisani na drugačiji način: kao da su jednaki istoj energiji £, trebalo bi ih spojiti u jednu grupu na način koji se temelji na zbrajanju Boltzmannovih množitelja:
(9.13)
de g j- kílkíst rivnív z energija Nju , ili statistički vaga.
Puno makroskopskih parametara u termodinamičkom sustavu može se pregledati pomoću Boltzmannove podjele. Na primjer, prosječna energija je prikazana kao prosjek za jednaku energiju s poboljšanjem njihovog statističkog vag:
(9.14)
3) velika kanonska cjelina opisuje sustav vídkrítí, koji se može naći u izmjeni topline i zgradama koje se razmjenjuju govorom dovkillam. Teplova jednaka karakterizira temperatura T, a jednak za broj čestica – kemijski potencijal rijeke. Dakle, funkcija rozpodila leži u temperaturi i kemijskom potencijalu. Očito je da se ovdje neće slaviti funkcija aranžmana za veliki kanonski ansambl.
Statistička teorija sugerira da su od velikog broja sustava (~10 23) sve tri vrste ansambala ekvivalentne jednom. Izbor da li se ansambl treba dovesti do jedne te iste termodinamičke moći, zatim izbor drugog ansambla za opisivanje termodinamičkog sustava diktira nesofisticirana matematička obrada funkcija koje treba podijeliti.
Termodinamika. Roboti Mayer, Joule, Helmholtz smjeli su mijenjati svoje naslove. "zakon održanja sila" (o pojmovima "snaga" i "energija" tada se nije striktno raspravljalo). Prvu jasnu formulaciju ovog zakona odnijeli su fizičari R. Clausius i W. Thomson (Lord Kelvin) na temelju analize rezultata rada toplinskog stroja, što je dokazao S. Carnot. Gledajući transformaciju topline i robota u makroskopskim sustavima, S. Carnot je zapravo osmislio novu znanost, koju je Thomson nazvao termodinamika. Termodinamika je pomiješana s osobitostima transformacije toplinskog oblika paperja u druge, a da se ne hrani mikroskopskim vlaknima čestica koje tvore govor.
Termodinamika, na taj način, razmatra sustave, među kojima postoji mogućnost izmjene energije, bez poboljšanja mikroskopskog života tijela, uspostaviti sustav, onaj karakteristika istih čestica. Razlikovati termodinamiku jednako važnih sustava ili sustava, koja bi trebala ići na jednake (klasična, ali jednako važna termodinamika) i termodinamiku nevažnih sustava (nebitna termodinamika). Klasična termodinamika se često naziva jednostavno termodinamika i neće postati temelj takozvane termodinamičke slike svijeta (TKM), koja je nastala do sredine 19. stoljeća. Neravnomjerno važna termodinamika razvila se u drugoj polovici 20. stoljeća i odigrala posebnu ulogu u sagledavanju bioloških sustava i fenomena života u cjelini.
Ovim redoslijedom, uz nedavne termalne fenomene, dvije su znanosti izravno viđene:
1. Termodinamika, koja razvija toplinske 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 promatranje različitih makroskopskih manifestacija sustava kao rezultat ukupnog raznolikog veličanstvenog agregata molekula koji se kaotično urušava. Molekularno-kinetička teorija vikoristovuyu statistička metoda, tsíkavlyachis ne šačica molekula, ali samo prosječne vrijednosti, yakí karakteriziraju fluktuacije veličanstvene ukupnosti 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 maê unutarnju energiju U . Clausius je nazvao í̈j toplina, kao da se pokreće u tijelu, na vídmínu víd “toplina Q, povídomlenogo tílu”. Unutarnja energija se može povećati na dva jednaka načina: prelaskom preko tijela na mehanički rad A ili dodavanjem količine topline Q.
Na 1860 str. W. Thomson je preostalo zamijenio stari izraz "snaga" pojmom "energija", bilježeći prvi klip termodinamike u uvredljivoj formuli:
Količina topline koja se dodaje plinu, kako bi se povećala unutarnja energija plina i rad plina izvan rada (slika 1).
Za beskonačno male promjene, možda
Prvi klip termodinamike, ili zakon održanja energije, učvršćuje ravnotežu energije i rada. Ta se uloga može izjednačiti s ulogom svojevrsnog "računovođe" uz međusobnu transformaciju različitih vrsta energije jedan na jedan.
Kako je proces cikličan, sustav se rotira na izlaznom mlinu í U1 = U2, a dU = 0. U tom slučaju sva toplina se dovodi u tvornicu. Na primjer, i Q = 0, i A = 0, dakle. nemoguć proces, jedini rezultat tako pobjedonosnog rada bez ikakvih promjena u drugim tijelima, tobto. robot "vječni dvigun" (perpetuum mobile).
Mayer, u svom robotu, sastavio je tablicu svih "sila" (energija) prirode koje je promatrao i navio 25 vrsta transformacija (toplina ® mehanički robot ® elektricitet, kemijska "snaga" govora ® toplina, elektricitet) . Mayer, proširivši odredbe za očuvanje i pretvorbu energije na žive organizme (gliniranje í̈zhí ® kemijski procesi ® toplinsko-mehanički učinci). Njih su tijekom cijele godine primjenjivali Hessovi roboti (1840.), u kojima se kemijska energija pretvarala u toplinu, kao i Faraday, Lenz i Joule, kao rezultat takvih formulacija Joule-Lenzovog zakona (1845.) o veza između električne i toplinske energije J2Rt.
Na taj se način, korak po korak, deset godina formirao jedan od najvećih principa moderne znanosti koji je tražio objedinjavanje najmanipulativnijih pojava prirode. Ovaj princip djeluje u ofenzivi: To je velika vrijednost, zove se energija, ne mijenja se tijekom svakodnevnih transformacija koje se događaju u prirodi. Okriviti to na zakon održanja energije nije ísnuê.
Kontrolirajte prehranu
1. Zašto je proučavanje toplinskih pojava i faznih prijelaza otkrilo nemogućnost Laplasovog determinizma?
2. Koji su mikroparametri, makroparametri za istraživanje toplinskih pojava?
3. Zašto je došlo do izbijanja toplinskih pojava i ako je počelo?
4. Navedite znanstvenike čija je praksa bila temelj fizike toplinskih pojava.
5. Što su konzervativne sile? Disipativne sile? Donesite primjere.
6. Za koje sustave vrijedi zakon održanja mehaničke energije?
7. Kolika je potencijalna energija? Koliko je potrebno za razumijevanje mehaničkih sustava za razumijevanje potencijalne energije? Objasniti.
8. Objasnite ukratko teoriju kalorija.
9. Kakve je rezultate, kako objasniti teoriju kalorija, proveo Rumfoord?
10. Zašto je toplinski kapacitet plina u procesima s konstantnim tlakom (Cp) i konstantnim tlakom (Cv) različit? Tko od znanstvenika tvrdoglavije demonstrira ovu činjenicu?
11. Što je termodinamika? Što je s tobom?
12. Što je molekularno kinetička teorija?
13. Što je statistička fizika? Je li to ime zvijezda?
14. Formulirajte prvu termodinamiku.
15. S kim (kome) se može izjednačiti prvi klip termodinamike?
Književnost
1. Dyagilev F.M. Pojam suvremene prirodne znanosti. - M.: Pogled. IMPE, 1998. (monografija).
2. Koncepti suvremene prirodne znanosti. / Ed. prof. S.A. Samigina, 2. vrsta. - Rostov n/D: "Feniks", 1999.
3. Dubnishcheva T. Ya. Koncepti moderne prirodne znanosti. 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
Kobovi termodinamike
Prvi klip termodinamike
δ P = δ A + dU , de dU P i δ A
Još jedan klip termodinamike
1 - Clausiusov postulat.
2 - Kelvinov postulat.
Entropijski rast (
Nulti klip termodinamike (vrući klip termodinamike)
Yakscho sustav A B C, zatim sustav A znati u rívnovazí z C
Elementi fizičke kinetike. Fenomen prijenosa u termodinamički nevažnim sustavima. Zagalne rivnyannia fenomeni prijenosa u plinovima i yogo priming je zgídno iz MKT. Utjecaj koeficijenata prenesenih pod pritiskom temperature.
Fizička kinetika(in.-grč. κίνησις - Rukh) - mikroskopska teorija procesa u nevažnim medijima. U kinetici metodama kvantne i klasične statističke fizike
Razvijaju se procesi prijenosa energije, zamaha, naboja i govora u različitim fizikalnim sustavima (plinovi, plazma, plinovi, čvrsta tijela) i izlijevanje na njih najboljih voda.
Termodinamički nevažni sustavi imaju posebne nepovratan proces, poziv fenomeni prijenosa, koji imaju prostranstva prenesene energije, mase, impulsa. Prije fenomena prijenosa, može se vidjeti toplinska vodljivost(pobjesnila prenesena energija),difuziju(pobjesnila prenio masi) to unutarnje trljanje(pametan preneseni impuls).
1. Toplinska vodljivost. Iako je u jednoj plinskoj komori prosječna kinetička energija molekula veća, u drugoj niža, tada 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 topline- vrijednost koja je određena energijom koja se prenosi u obliku topline os x, l - toplinska vodljivost, - temperaturni gradijent x na ravnoj liniji normalnoj na taj maidančik. Znak minus pokazuje da se uz toplinsku vodljivost energija prenosi izravno na promjenu temperature (znaci j E ja - protilezhní).
2. Difuzija. Fenomen difuzije u onome što se čini kao da mimički prodire i miješaju čestice dviju točkastih plinova, svjetlosti i vjetra čvrstih tijela; Difuzija počinje do izmjene masa čestica tih tijela, vibrira i nastavlja se sve dok ne dođe do jasnog gradijenta debljine. Pod časom nastanka molekularno-kinetičke teorije difuzije vinikla. Krhotine molekule urušavaju se veličanstvenim vrtlozima, difuzija može biti ljuljavija. Čim otvorite posudu s mirisnim govorom u prostoriji, miris se pravilno širi. Ovdje nema prote superechnosti. Molekule pod atmosferskim tlakom mogu imati kratko vrijeme slobodnog prolaza i, zishtovhuyuchisya s drugim molekulama, važno je "stajati" kod kuće.
Fenomen difuzije za kemijski homogeni plin je u redu Fucov zakon:
de j m -protok mase- vrijednost, koja je određena masom govora, koji se raspršuje u jednom satu kroz jedan Maidanchik, okomito os x, D -difuzija (koeficijent difuzije), d r/ d x- gradijent debljine, koji povećava brzinu promjene širine za jednu jedinicu x na ravnoj liniji normalnoj na taj maidančik. Znak minus pokazuje da je prijenos mase posljedica izravne promjene snage (postoje znakovi j m iskaznica r/ d x proliferantan).
3. Unutarnje trljanje (viskoznost). Mehanizam Viniknennya pačića Miza Paralnia Dijeli Gaza (Rídini), Shahuyuzhuyu svidkosti, Polyaguê u ovome, Shcho kroz kaotičnu toplinu toga , kako bi se lopta prevrnula, koja se brže sruši, i brže do lopte, koja se više ruši.
Snaga unutarnjeg trenja između dviju plinskih kuglica (radini) je podređena Newtonov zakon:
de h- dinamička viskoznost (viskoznost), d v/ d x- gradijent brzine, koji pokazuje brzinu promjene brzine brzine X, okomito na ravnu liniju kuglica, S - područje F.
Interakcija dviju loptica s drugim Newtonovim zakonom može se smatrati procesom, kada se jedna kuglica do druge u jednom satu prenosi impuls, koji je po modulu jači. Isti viraz može se zamisliti na prvi pogled
de jp -impuls protoka- vrijednost koja je određena istim impulsom, koji se prenosi u jednom satu u pozitivnom smjeru osi x kroz jedan Majdan, okomito na os X, - gradijent širine. Znak minus pokazuje da se zamah prenosi izravno na promjenu brzine.
Koeficijent rasta difuzije zbog temperaturnih promjena:
S porastom temperature može se povećati i koeficijent toplinske vodljivosti:
Zadržavanje temperature koeficijenta viskoznosti slično je koeficijentu toplinske vodljivosti:
Prvi zakon (prvi kob) termodinamike (zakon održanja energije u toplinskim 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 sustave
.Promjene unutarnje energije sustava tijekom prijelaza s jedne postaje na drugu napredniji zbroj robotskih sila i količine topline prenesene na sustav, tako da se može odlagati samo u klipu i krajnjem mlinu sustava, a ne biti pohranjen na način na koji se treba premjestiti. Drugim riječima, unutarnja energija će postati funkcija. U cikličkom procesu unutarnja energija se ne mijenja.
δ P = δ A + dU, de dUê posljednji diferencijal unutarnje energije sustava, i δ P i δ Aê elementarna količina topline, prenesena u sustav, taj elementarni rad, koji sustav obavlja na održiv način.
Prvi klip termodinamike:
§ u izobarnom procesu
§ u izohornom procesu ( A = 0)
§ u izotermnom procesu (Δ U = 0)
Ovdje - masa plina, - molarna masa plina, - molarni toplinski kapacitet pri stacionarnom plinu, - tlak, volumen i temperatura plina su točni, štoviše, preostala ravnomjernost je točna samo za idealan plin.
Čvrsto stanje govora. Kamp, koji je karakteriziran izgradnjom zberígati obsyag tog oblika. Atomi čvrstog tijela će stvoriti manje od male kohezije, a ja ću postati revan. Ê yak daleko, í blizu reda.
D. se može naći u plinovima, rídina i čvrstim tijelima, štoviše, čestice govora trećih strana, koje se nalaze u njima, također mogu difundirati. velike čestice, zvezhenyh plin chi rídíní zdíysnyuêtsya zavdyakovu í̈hním bronívskomu ruh. Najčešći D. nalazimo u plinovima, češće u planinama, a češće u čvrstim tijelima, što je određeno prirodom toplinske fluktuacije čestica u tim medijima.
Čvrsto tijelo. Kamp, koji je karakteriziran izgradnjom zberígati obsyag tog oblika. Atomi čvrstog tijela će stvoriti manje od male kohezije, a ja ću postati revan. Ê yak daleko, í blizu reda.
domovina. Tabor govora, unatoč tome što može biti malen, sramežljivost, pa da je dobro sklopiti ugovor, prote da ne poprimi dobru formu. Domovina lako ispunjava formu suca, 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.
Plin. Kamp, koji karakterizira garnoy stylistyu, vídsutnístyu zdatností zberígati yak obsyag, ja oblik. Gaz pragne zauzeo je cijeli obsyag, dajući youmu. Atomi ili molekule plina slobodno se kreću, između njih je bogatiji od njihove veličine.
Plazma. Plazma, koja često zahrahovuetsya do agregatnog stanja govora, suši se u plinu s velikim korakom ionizacije atoma. Većina barionskog govora (za masu je blizu 99,9%) na All-Sveti se ponovno 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). Površinsko aktivni govor (PAR) i njihova zagušenost.
Površinska napetost je termodinamička karakteristika površinskog razdvajanja dviju faza, koje se nalaze u stanju ravnoteže, što je određeno radom obrnutog izotermokinetičkog prigušenja jednog područja površine podjele za um , temperaturu, volumen sustava i kemijski potencijal svih komponenti.
Površinska napetost može biti pod utjecajem fizičkog osjetila – energije (termodinamičko) i snage (mehaničko). Energetska (termodinamička) oznaka: površinska napetost - razlog zbog kojeg robot povećava površinu za njeno istezanje za um temperature. Snaga (mehanička) svrha: površinska napetost je sila koja je na jednoj liniji linije, kao granica između površine linije
Koeficijent površinske napetosti - robot, potreban za izotermno povećanje površine po 1 m2.
Koeficijent površinske napetosti:
- promjene uslijed temperaturnih promjena;
- blizu nule u kritičnoj točki;
- Ležati u prisustvu kuća na selu.
Hidrofobnost (od grčkog ὕδωρ - voda i φόβος - strah, strah) - fizička snaga molekule, poput "pragne" za izbjegavanje kontakta s vodom. Sama molekula se ponekad naziva hidrofobnom.
Hidrofilnost (na grčkom ὕδωρ - voda i φιλία - ljubav) - karakteristika intenziteta molekularne interakcije površinske topline s vodom. Red hidrofobnosti se vidi ne samo do tel, u nekima od njih postoji snaga na površini.
Sada možemo gledati na fenomene, poput kapljice rídina, postavljene na površinu čvrstog tijela. Na taj način postoje tri međufaze između faza: plin-čvrsta, kruta-čvrsta i plin-kruta. Ponašanje kapi sredine određeno je vrijednostima površinske napetosti (njihove vrijednosti slobodne površinske energije) na naznačenim granicama presjeka. Sila površinske napetosti na međuprostoru između šipki i plina je pragmatična da daju kapljice sfernog oblika. U tom slučaju treba biti da površinska napetost na međuraspodjelu čvrstog tijela bude veća od površinske napetosti 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 povećanjem površine površine za jedan sat. kordona divizije gas-radina. Samo budi oprezan nemokrenje površina čvrstog tijela native. Oblik kapi ovisi o jednakim silama površinske napetosti i sili gravitacije. Ako je kapljica velika, tada će se podići na površinu, a ako je mala, savijat će oblik luka.
Površno aktivan govor ( PARA) - kemijske ploče, jak, 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, paziti na sastanke, pribor, odjeću, govore, automobile i ín.
Kozmetika. Glavni izbor PAR-a u kozmetici su šamponi, gdje PAR općenito može doseći desetke tisuća cigareta.
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. PARA se koristi za smanjenje površinske napetosti, što osigurava da materijal za boje lako prodire u male rupice na obblyuvanny površini i njihovu podlogu od zvuka drugog govora (na primjer, vode).
Zanat od papira. PARA vicoryja koristi se za dno tinte i kuhane celuloze tijekom obrade 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 ruralnoj državi poboljšati emulziju pobjede, povećati učinkovitost transporta živih komponenti do roslina kroz stijenke membrane.
Harčovljevo obećanje. PARA u obliku emulgatora (na primjer, lecitin) dodaje se kako bi se nadoknadili slani okusi.
Naftovidobutok. PAR se ugrađuje za hidrofobizaciju bliske vibracijske zone formacije (PZP) metodom povećanja opskrbe uljem.
Život. PARA, koja se naziva plastifikatori, zbrajaju količinu cementa i betona za promjenu njihove potrošnje vode radi očuvanja lomljivosti. Tse zbíshuê kíntsevu mítsníst (marka) od očvrslog materijala, yogoshchílníst, morozostíykíst, vodopronikníst.
Lijek. Kationski i anionski PAR se koriste u kirurgiji kao antiseptici.
Kapilarne manifestacije, fizičke manifestacije, uvećane površnom napetošću na međuprostoru između sredina, koje ne oklijevaju. Sve dok K. I. stvarati 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 s 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, zavtovshki yakoi može biti ogorčen. Vježbajte minimalizirati svoju slobodnu energiju, taljenje stvara razliku različite strane. Ovo objašnjava razlog za žarulje milja: dodatni porok taljenja. Dodatni tlak na točki površine za taloženje zbog prosječne zakrivljenosti u ovoj točki i zadan Laplaceova formula:
Ovdje R 1,2 - polumjeri zakrivljenosti glave u točkama. Smrad može biti isti znak, kao da središta zakrivljenosti leže s jedne strane točke ravno u točki, a različit znak - kao da na suprotnoj strani. Na primjer, za kuglu, središta zakrivljenosti u bilo kojoj točki na površini kreću se oko središta kugle, pa
R1 = R2 = R
Za okomitu plohu kružnog cilindra polumjera R može biti
Uzvratite poštovanje, što Δ str može biti neprekidna funkcija na površini taljenja, tada izbor "pozitivne" strane taljenja u jednoj točki lokalno jednoznačno definira pozitivni bicikl površina na dosit bliske í̈ točke.
Iz Laplaceove formule proizlazi da postoji široka milja, razvučena preko okvira prilično velikog oblika i ne zadovoljava žarulje, matima prosječne zakrivljenosti, što je dobro 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 temelji na pogledu na njihov mikroskopski (molekularni) život.
termodinamika, znanost o najvažnijim moćima makroskopskih sustava koje se mijenjaju na postaji termodinamičke svestranosti, odnosno o procesu prijelaza između njih.
Statistička fizika, podijeljenu fiziku, čiji je zadatak pokazati moć makroskopskih tijela, moć sustava koji su formirani od velikog broja istih čestica (molekula, atoma, elektrona, zajedno), kroz snagu tih čestica i međudjelovanja između ih.
Molekularno-kinetička teorija Zove se vchennya, jer objašnjava postojanje moći tijela rukom i međusobnom igrom atoma, molekula i iona, iz kojih nastaju tijela.
U osnovi ICT-a bit će govora za laž 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 kaotično urušavaju;
3.
čestice međusobno djeluju jedna po jedna.
Metamolekularno-kinetička teorija je objašnjenje moći makroskopskih tijela i toplinskih procesa koji se u njima odvijaju, temeljeno na dokazima da su sva tijela sastavljena od malih čestica koje se padaju.
Procesi, koje utjelovljuje molekularna fizika, rezultat su kombiniranog ubrizgavanja značajnog dijela molekula. Zakoni ponašanja značajnog dijela molekula, koji su statistički zakoni, završavaju se uz dodatnu pomoć. statistička metoda. Ova metoda temelja temelji se na činjenici da je snaga makroskopskog sustava u konačnoj analizi određena snagom dijelova sustava, osobitostima njihovog kretanja. prosjek vrijednosti dinamičkih karakteristika ovih čestica (brzina, energija itd.). Na primjer, temperatura tijela određena je varijacijom kaotičnog kretanja molekula, ali oscilacije, bilo da se molekule u različito vrijeme mogu razlikovati u varijaciji, može se izraziti samo kroz prosječnu vrijednost varijacije kretanja molekula.
Termodinamika ne razmatra mikroprocese koji su u osnovi ovih transformacija. Tsim termodinamička metoda vídríznyaêtsya kao statistika. Termodinamika se temelji na dvije zasjede temeljnih zakona koji su ustanovljeni u rezultatima novijih podataka.
Kobovi termodinamike- Dosljednost postulata koji su u osnovi termodinamike. Ove odredbe utvrđene su kao rezultat znanstvenog istraživanja i donesene eksperimentalno. Kako se prihvaćaju postulati smrada kako bi se termodinamika mogla aksiomatski stimulirati.
Potreba za ranom termodinamikom nastala je zbog činjenice da termodinamika opisuje makroskopske parametre sustava bez posebnih dopuštenja za njihovo mikroskopsko proširenje. Statistička fizika se bavi ishranom unutarnje strukture.
Klipovi termodinamike su neovisni, tako da se ne mogu razviti od drugih klipova.
Prvi klip termodinamike
Količina topline, koju sustav oduzima, ide na promjenu unutarnje energije i rada suprotstavljenih sila
Promjene unutarnje energije sustava tijekom prijelaza s jedne postaje na drugu napredniji zbroj radnih snaga i količine topline prenijete u sustav i ne leže u načinu na koji se taj prijelaz ostvaruje.
δ P = δ A + dU , de dUê posljednji diferencijal unutarnje energije sustava, i δ P i δ Aê elementarna količina topline, prenesena u sustav, taj elementarni rad, koji sustav obavlja na održiv način.
Još jedan klip termodinamike
Drugi zakon termodinamike onemogućuje stvaranje vječnog gibanja druge vrste.
1 - Clausiusov postulat. Nemoguć proces čiji bi jedini rezultat bio prijenos topline s hladnog tijela na vruće
2 - Kelvinov postulat. Nemogući kružni proces čiji bi jedini rezultat bio punjenje u boce posla za hlađenje spremnika topline
Treći klip termodinamike može se formulirati na sljedeći način:
Entropijski rast ( kao svijet bez problema u sustavu) pri temperaturi apsolutnoj nuli, pragne do posljednje granice, koja se ne može taložiti, koliko god sustav bio važan.
Nulti klip termodinamike (vrući klip termodinamike)
fizički princip, koja je čvrsta, koja je neovisna o mlinu za klip izoliranog sustava vrešti-rešt, u njemu se uspostavlja termodinamička jednakost, a također da svi dijelovi sustava, 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 sustav A biti u termodinamičkoj ravnoteži sustava B, i to onaj, pri ruci, iz sustava C, zatim sustav A znati u rívnovazí z C. Kod koga je temperatura jednaka.
Statistička termodinamika- Razdíl statistička fizika, scho formulirati zakone, scho pov'yazuyut molekularne snage govora s vimiryuvanim na dosvid TD vrijednosti.
STD je povezan s opstrukcijom zakona termodinamike jednako važnih sustava i proračunom TD funkcija za molekularne konstante. STD se temelji na hipotezama i postulatima.
U pogledu mehanike, na STL-u se razmatraju prosječne vrijednosti koordinata i impulsa i zamah pojave njihovih vrijednosti. Termodinamičke snage makroskopskog sustava promatraju se kao prosječne vrijednosti vipadske vrijednosti inače, karakteristike zadebljanja ymovírností.
Razlikovati klasičnu STD (Maxwell, Boltzmann), kvantnu (Fermi, Dirac, Bose, Einstein).
Glavna hipoteza STD-a: postoji nedvosmislena veza između molekularnih snaga čestica koje tvore sustav i makroskopskih snaga sustava.
Ansambl je velik, može postojati beskonačan broj sličnih TD sustava, koji se nalaze u različitim mikrostanima. Ansambl s 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 potrebno je napraviti opis specifičnih čestica, kože iz koje se unosi šest različitih.
Za grafičku sliku, mikrostan je ručno prekriven faznim prostorom. Razlikovati - fazni prostor (molekule) i G-fazni prostor (plin).
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 uzmete u obzir da se jedna sredina daje jednom mikrostanu, onda, ako želite cijelu obvezu podijeliti na sredinu, oduzimamo broj mikrostana.
Prihvatljivo je da je fazni prostor podijeljen u tri sredine. Ukupan broj čestica u sustavu je devet. Neka jedan makrostan: 7+1+1, drugi: 5+2+2, treći: 3+3+3. Porahuyemo broj mikrostanica, s kojima je moguće implementirati kožne makrostane. Ovo je broj načina da postanete bolji. Po tome se često pamti Boltzmannova statistika. izmjena čestica između srednjih daje novi mikrostan, ali makrostan se sam od sebe napušta.
Najveće mikrostanice daje sustav, u kojem su čestice jednako raspoređene po cijelom volumenu. Najnovija postaja prepoznaje nakupljanje čestica u jednom dijelu sustava.
Broj mikrostanica je najvažniji ako se Avogadrov broj podijeli na dvije sredine:
Upotrijebimo Stirlingovu formulu:
Poput jednog dijela za skok u tuđu sredinu, oduzimamo pažnju.
Uzmimo sustav xčestice. Let mi wanto, shob. Rozrahunok pokazati što x = 10 12 .
U svijetu prijelaza sustava u ravnopravno stanje raste termodinamička mobilnost, raste i entropija. otzhe,
Pogledajmo funkciju, za koju uzimamo sustav od dva centra. Prvi vipad ima NA+0, drugi ima 0,5 + 0,5. Temperatura je konstantna. Prijelaz s prve stanice na sljedeću - izotermno širenje plina.
Zgidno s Boltzmannovom formulom,
Zato izađi postiyna Boltzmann. Sada možemo matematički koristiti Boltzmannovu formulu.
Uzmite dva sustava
Iz dva sustava možemo riješiti treći, iako je entropija novog sustava naprednija:
Mobilnost dvaju neovisnih sustava se višestruko povećava:
Funkcija je logaritamska:
Aleentropija - vrijednost ekspanzije, potrebni koeficijent proporcije. Ace je Boltzmannova konstanta.
Os ovdje je ljigav prijelaz i visnovok, da maksimalna entropija u točki jednakosti nije apsolutni zakon, već statistički. Kao što vidite, ako ima manje čestica, onda je prikladniji drugi zakon termodinamike.
§ 2. Razgradnja molekula energijom. Boltzmannov zakon
Čestice sustava H,. Kako se molekule dijele po energiji? Kako broj molekula može imati energiju?
Entropija na stanici je jednaka maksimalnoj vrijednosti:
A sada znamo više:
Znamo razlike:
Rivnian (2) nema sav broj nezavisnih
Kako bismo zaobišli varijable koje su ostale, koristimo metodu neznačajnih Lagrangeovih množitelja:
Odabrani su tako da su koeficijenti za ugarske promjene jednaki nuli.
Todi reshta članovi zbroja nezavisni. Ostaje viide, scho
Potencijalno isplativo:
Predloženo:
Predstavljamo u (3):
Riješimo se još jednog množitelja. Ur-e (6) logaritam, pomnožen sa i podzbrojem:
Neznačajni Lagrangeov množitelj postao je pjevati.
Preostalo, Boltzmannov zakon će biti napisan:
Predstavljamo u (8) vrijednosti
Chinnik Boltzmann
Drugim riječima, Boltzmann je ovako zapisan:
Očito, onda na temperaturi blizu apsolutne nule. na linijama buđenja nema molekula. Na temperaturi koja nije bila neusklađena, dizao sam se za sve jednake iste.
- Suma iza logora
§ 3. Zbroj iza tabora molekule i njezinih veza s termodinamičkim snagama
Jasno je da moćnici imaju mnogo novca iza tabora molekule. Prvo, vrijednost je beskonačna, a vrijednost ovisi o temperaturi, broju čestica i volumenu sustava. Također je moguće ležati u obliku mase molekule koja joj tvori nalet.
Dali zbroj za kampove nije apsolutna vrijednost, pripisuje mu se točno točan množitelj. Vrijednost depozita je jednaka energiji sustava. Često se temperatura apsolutne nule uzima kao temperatura molekule s minimalnim kvantnim brojevima.
Količina iza mlinova je monotono rastuća funkcija temperature:
S povećanjem energije povećava se i količina novca iza logora.
Zbroj iza tabora molekule ima moć multiplikacije. Energija molekule može se otkriti zbrojem progresivne i unutarnje molekularne energije. Todi zbroj za kampove treba napisati ovako:
Možete to učiniti ovako:
Na uništenje elektroničkog rivniv je potrebno visoka temperatura. Tijekom razdoblja relativno niskih temperatura, doprinos elektronskog colivinga je blizu nuli.
Nula razriješena elektroničko stanje
Sve se zove Born-Oppenheimerova aproksimacija.
Pretpostavimo da se isti iznos može zamijeniti na sljedeći način:
Ako je međusobno praktički isto, tada:
Virogenost rivniv
Ovaj oblik pisanja naziva se zbroj energije jednake molekuli.
Zbroj iza kampova vezan je za termodinamičku snagu sustava.
Pogledajmo temperaturu:
Viraz je oduzet zbog entropije
Energija Helmholtza
Porok znamo:
Entalpija i Gibbsova energija:
Gubitak toplinskog kapaciteta:
Prije svega, sve se vrijednosti ce povećavaju na nultu energiju, na drugi način se sve jednake vrijednosti izračunavaju za sustave, gdje ih se često možete sjetiti. U idealnom plinu, molekule se ne razlikuju.
§ 4. Kanonska Gibbsova raspodjela
Gibbsa, propagirajući metodu statističkih ili termodinamičkih ansambala. Ansambl - tse velik, ali nema nedosljednosti, broj sličnih termodinamičkih sustava, koji u različitim mikrostanima. Mikrokanonski ansambl karakterizira dosljednost. Canonical Ensemble May Postiyni. Rozpodíl Boltsman buv vvedeniya za mikrokanonski ansambl, prijeđimo na kanonski.
Kolika je učinkovitost jednog mikrostana u sustavu u termostatu?
Gibbs razumije statistički ansambl. Vidljivo odličan termostat, možda za novi ansambl - međutim, sustavi u različitim mikrostanovima. dođi M- Broj sustava u ansamblu. U logoru i perebuyat sustave.
U kanonskoj cjelini, krhotine se mogu realizirati s različitom energijom, pored toga raščistiti, što je ustajalo u smislu jednake energije, što smrdi na laž.
Idemo ê kamp, de energija sustava i njena entropija jednaki. Tsíy sustav vídpovídaê microstanív.
Energija Helmholtza postala je cijeli ansambl.
Ako izjednačite unutarnju energiju s energijom, onda
Todi ymovírníst jedan će postati skuplji
U takvom rangu, umovirnosti, koje vrijede različite energije, leže u energiji sustava, ali ona može biti drugačija.
- kanonska Gibbsova podjela
- fleksibilnost prema makrostanu
|
§5
Iznos koji stoji iza stanova sustava
Funkcija će postati sustav i može imati moć multiplikativnosti. Za prikaz energije sustava na prvi pogled:
Pokazalo se da postoji veza za sustav lokaliziranih čestica. Broj mikrostanica za nelokalizirane čestice bit će manji. Todi:
Koristuyuschie snaga u množitelju, otrimaemo:
§ 6. Progresivna svota iza logora.
TD snaga jednoatomskog idealnog plina
Pogledajmo jednoatomski idealni plin. Molekula ulazi kao točka, jer se može kretati masa i zgrada u prostoru. Energija je često skupa:
Takav pokret može imati tri razine slobode, što se može zamisliti energijom gledanja u tri skladišta. Pogledajmo koordinate ruh uzdovzh x.
Iz kvantne mehanike:
Postulirajte tako.
