СТАТИСТИК ТЕРМОДИНАМИК, хуваагдсан статистик. харилцан үйлчлэлийн хуулиудын үндсэн дээр термодинамикийн хуулиудыг дагаж мөрдөх физик. бөөмсийн тэр ruhu хадгалах систем. Үүнтэй адил чухал станцын системүүдийн хувьд статистик термодинамик нь термодинамик потенциалыг тооцоолох, станцын түвшинг бүртгэх, фаз ба химийн үзүүлэлтүүдийг тооцоолох боломжийг олгодог. тэнцүү. Нэг жигд бус чухал статистик термодинамик нь spivvіdnoshen-ийн үнэлгээг өгдөг (энерги, импульс, масс ба хилийн оюун санааны його дамжуулах түвшин) бөгөөд кинетикийн шилжүүлгийн тэгшитгэлд оруулахын тулд скочийг тооцоолох боломжийг олгодог. коэффициентүүд. Статистик термодинамик нь хэмжигдэхүүнийг тогтоодог. zv'azok mizh микро- болон макро эрчим хүчний fiz. тэр хим. системүүд. Rozrahunkov арга, статистик термодинамик зэрэг бүх шугам үед vikoristovuyutsya. онолын хими.
Үндсэн ойлголт.Статистикийн хувьд. Макроскопийн тодорхойлолт. системүүдийг Ж.Гиббс (1901) статистикийн ойлголтыг олж авахыг санал болгосон. чуулга, үе шат орон зай, энэ нь та imovirnosti арга, онолын даалгавруудыг дуусгах боломжийг олгодог. Статистик чуулга-sukupnіst нуман олон тооны ижил системүүд бусад олон. ижил макро станц дээр илүү олон параметр болох бөөмс (жишээ нь, дүн шинжилгээ хийсэн системийн "хуулбарууд"); Үүний тусламжтайгаар системийн микростаныг сэргээж болно. Үндсэн статистик чуулга-микроканоник, каноник, том каноник. ба изобар-изотерм.
Микроканоник. Гиббсийн чуулга використовучичи тусгаарлах системийг шалгахдаа (энэ нь Е энергийг илүүдэлтэй орчинтой солилцдоггүй) тогтмол V ба ижил хэсгүүдийн тоо N (E, V ба N-параметрүүд систем болно) байж болно. Калиновка. Тогтмол тооны бөөмс N (V, T, N параметрүүд) бүхий одоогийн орчинтой (abs. t-ra T) дулааны тэнцвэрт байдалд байгаа байнгын харилцааны системийг тайлбарлахын тулд Гиббсийн чуулга сонгосон. Их канон. Гиббсийн чуулга нь дулааны тэнцвэрт байдалд том орчин (t-ra T) болон бөөмсийн агуулах бүхий материаллаг тэнцвэрт (бүх төрлийн бөөмсийн солилцоо байдаг) байрладаг чухал системийг тодорхойлоход зориулагдсан. V-ийн эзэлхүүнтэй системийг задлах "хана"). Би ийм системийн параметрүүд болох V, T ба m - бөөмсийн химийн потенциал. Изобарик-изотермик. Гиббс чуулга нь дулааны болон төвөгтэй системүүдийн тайлбарыг сонгоход зориулагдсан. тогтмол даралт P нь navkolyshnim дунд тэнцүү (параметрүүд T, P, N байх болно).
Статистикийн фазын орон зай механик-багатомийн орон зай, тэнхлэгүүд нь бүгд нарийссан координатууд q i і тэдгээртэй холбогдсон M эрх чөлөөний алхамтай системийн p i (i = 1,2, ..., M) импульсээр холбогдсон. N атомаас бүрдэх системийн хувьд q i і p i нь j і M = 3N атом бүрийн импульсийн бүрэлдэхүүн хэсгийн (a = x, y, z) декарт координатыг өгөх ёстой. Координат ба импульсийн багцыг q ба p-ээр тууштай зааж өгсөн. Системийн станц нь 2М тэлэлтийн фазын орон зайн ойролцоо цэгээр дүрслэгдсэн бөгөөд өөрчлөлт нь vzdovzh шугамын цэгийн цаг эсвэл мөчид систем болж хувирах болно, дуу чимээ. фазын замнал. Статистикийн хувьд. Системийн тайлбарыг үе шат obsyagu (фазын орон зайн үүргийн элемент) болон цэгийн үл хөдлөх байдлын өргөнийг тодорхойлдог f (p, q) хэсгийн функцийг ойлгохын тулд танилцуулах болно. системийн төлөв байдал, p, q координат бүхий цэгийн ойролцоох фазын орон зайн элементүүдийг дүрсэлдэг. Квантын механик нь салангид энергийг ойлгохын тулд фазын үүрэг хүлээдэг. шугамын төгсгөлийн obsyagu системийн спектр, tk. жижиг хэсгийн лагерь нь импульс ба координатаар тодорхойлогддоггүй, харин хөдөлгөөнгүй динамик дахь hvilian функцээр тодорхойлогддог. тээрмийн систем vіdpovіdaє energetich. квант станцын спектр.
Хуваах функцсонгодог f(p, q) систем нь энэхүү микроны хэрэгжилтийн уян хатан байдлыг тодорхойлдогБи (p, q) фазын орон зайн obsyagu dG элемент болно. Фазын орон зайн хязгааргүй жижиг садар самуун дахь Imovirnist perebuvannya N хэсгүүд нь илүү:
de dГ N - h 3N h-тогтмол Планкийн нэгж дэх системийн фазын холболтын элемент; дилник Н! vrakhovu тэдгээр scho, ижил байдлын scho пермутаци. бөөмс нь системийг өөрчилдөггүй. F-tsiya rozpodіlu vіdpovіdaє umovі хэвийн t f(p, q)dГ N = 1, учир нь системийг K.-L-д жинхэнэ ёсоор мэддэг. болох. Квантын системүүдийн хувьд rozpodіlu функц нь квант станц дахь N бөөмсийн imovirnіst w i, N znahodzhennya системийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь i квант тоонуудын багцаар өгөгдсөн бөгөөд оюун ухааныг хэвийн болгохын тулд E i,N энергитэй.
t үеийн дундаж утга (tobtot-ээс t + dt хүртэлх хязгааргүй бага цагийн интервал) байх-ямар ч физик. Системийн бүх хэсгүүдийн координат ба импульсийн функц болох A (p, q) утгыг нэмэлт функцүүдийн дүрмийн дагуу тооцоолно.
Координат дээрх интеграцчлалыг бүхэл системийн хувьд, импульс дээр интеграцийг - , +, хүртэл гүйцэтгэдэг. Тээрмийн термодинамик. Rivnovagi систем гулсах сарлаг интера т: , . адил чухал ач холбогдолтой stannіv f-tsії rozpodіlu vynachayutsya нь vіrіshennya Ур-nya ruhu агуулах систем ямар ч тоосонцор. Эдгээр функцүүдийн үзэл бодлыг (сонгодог ба квант системийн хувьд адилхан) Ж.Гиббс (1901) нэвтрүүлсэн.
Микроканоник дээр өгөгдсөн эрчим хүч нь Гиббс бүх microstanes чуулга E rіvnoymovirnі і f-tsіya rozpodіlu нь klаsich. системүүд дараах байдалтай байж болно.
f(p,q) = A г,
де d - Диракын дельта функц, H(p, q) - кинетикийн нийлбэр болох Хамилтоны функц. тэр боломж. жижиг хэсгүүдийн энерги; f-tsії f(p, q) -ийг хэвийн болгохын тулд postіyna А-г сонгосон. Квантын системүүдийн хувьд DE-ийн утгаас илүү чухал квантын төлөвийг тогтоох нарийвчлалтай бол энерги ба цаг (бөөмийн импульс ба координатын хооронд), f-tsiya w хоорондын ач холбогдолгүй давтамж хүртэл боломжтой. (E k) \u003d -1 (E k) = 0, тиймээс E k< Е и E k >E + D E. Өргөтгөх g(E, N, V)-t. дуу чимээ статистик vaga, эрчим хүчний scho dorivnyuє kіlkosti квант stanіv. бөмбөг D E. Чухал spіvvіdnoshennia статистик термодинамик - холбоосууд энтропи систем zі статистик. вагон:
S(E, N, V) = klng(E, N, V)
Каноник дээр Гиббсийн чуулгад бүх N бөөмийн координат ба импульс эсвэл E i,N утгуудаар тодорхойлогддог бичил төлөв дэх системийн ач холбогдлын тогтвортой байдал нь дараах байдлаар харагдаж болно: f(p, q) = exp (/ кТ); w i,N = exp[(F - E i,N)/kT],de F үнэгүй. V, T, N утгад хадгалагдах ёстой энерги (Гельмгольцын энерги):
F = -kTlnZN,
de Z N-stat. нийлбэр (квантын системийн үед) хи статистик. f-tsіy w i, N эсвэл f (p, q) -ийн оюун ухааныг хэвийн болгох замаар тодорхойлогддог интеграл (сонгодог системийн үед):
Z N = m exp[-H(p, q)/kT]dpdq/(N!h 3N)
(r-ээс дээш нийлбэрийг системийн бүх квант төлөвт авч, интегралчлалыг бүх фазын орон зайд гүйцэтгэнэ).
Grand Canon дээр. Гиббс f-tsiya rozpodіlu f(p, q) болон статистикийн чуулга. нийлбэр X
де W-термодинамик боломжит, V, T, m өөрчлөлтийн хэлбэрээр хадгалагдах ёстой іzobarno-іzothermіch-д. Гиббсийн чуулга Q-ийн нийлбэр нь нормоос ялгарах байдлаар:
Гиббс системийн де G-энерги (изобарик-изотермийн потенциал, чөлөөт энтальпи).
Термодинамикийг тооцоолоход зориулагдсан f-tsії нь rozpodіl байгаа эсэхээс үл хамааран ялах боломжтой: өмхий нь нэгтэй тэнцэх бөгөөд өөр өөр физиктэй төстэй. оюун ухаан. Микроканоник. rozpodil Гиббс zastosovuєtsya зорилго. арр. онолын хувьд дагаж мөрдөх. Тодорхой даалгаврын хувьд орчин (каноник ба изобар-изотермик) эсвэл энерги, тоосонцор (агуу каноник чуулга) солилцоход зориулагдсан чуулга гэж үздэг. Үлдсэн хэсэг нь ялангуяа үе шат, химийн бордоонд тохиромжтой. тэнцүү. Статистик нийлбэр Z N і Q нь Гельмгольцын энерги F, Гиббсийн энерги G, мөн термодинамикийг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгоно. Системийн Гэгээн арлууд, статистикийн ялгааг хадгалах. vіdpovіdnimi параметрийн хувьд суми (rozrakhunku 1 моль in-va хувьд): ext. энерги U = RT 2 (9 lnZ N /9 T) V , энтальпи H = RT 2 (9 lnQ/9 T) P , энтропи S = RlnZ N + RT(9 lnZ N /9 T) V = R ln Q + RT(9 ln Q/9 T) P , тогтмол даралтын дулаан багтаамж V = 2RT(9 lnZ N /9 T) V + RT 2 (9 2 lnZ N /9 T 2) V , тогтмол даралт дахь дулааны багтаамж С Р = 2RT (9 lnZ N /9 T) P + + RT 2 (9 lnZ N /9 T 2) P гэх мэт. Хариулах бүх ci утгууд хуримтлагдаж, статистик болдог. мэдрэмж. Тиймээс дотоод энерги нь системийн дундаж энергиэс татагддаг бөгөөд энэ нь термодинамикийн анхны кобыг Орос дахь эрчим хүчний хэмнэлтийн хууль, бөөмсийн систем гэж үзэх боломжийг олгодог; vil. эрчим хүч нь статистиктай холбоотой. системийн нийлбэр, энтропи-z өгөгдсөн макростанц дахь микро станцын тоо g, эсвэл статистик. vaga macrostan, би, дараа нь, z йогийн imovirnistyu. Энтропийн мэдрэмж, имовирности ертөнцийн хувьд би дахиад хэдэн зуун (чухал) байр суурийг хадгалах болно. Изолир энтропийн ижил станц дээр. Дуудлага хийх үед систем нь боломжит хамгийн их утгатай байж болно. оюун ухаан (E, V, N), tobto адил чухал лагерь є naib. боломжтой лагерь (хамгийн их. статистик. вагонтой). Иймд чухал бус байдлаас адилхан чухал байдалд шилжих нь жижиг байдлаас том төлөвт шилжих үйл явц юм. Хэнд полигає статистик. энтропийн өсөлтийн хуулийг мэдэрдэг бол хаалттай системийн зарим төрлийн энтропийг зөвхөн нэмэгдүүлэх боломжтой (хувь. Термодинамикийн өөр нэг коб). At t-ri abs. тэг арьсны систем үндсэндээ perebuvaє. stani, үүнд w 0 = 1 ба S = 0. Tse хатуужилт нь термодинамикийн гурав дахь коб (див. Дулааны теорем). Энтропийн хоёрдмол утгагүй тодорхойлолтоос харахад квант тайлбарыг хурдасгах шаардлагатай байна, учир нь сонгодог дээр энтропийн статистик м.б. хангалттай dodanku нь зөвхөн нарийвчлалтайгаар томилогдсон.
Хамгийн тохиромжтой системүүд. Розрахунокын статистик. илүү олон системийн нийлбэр є эвхэгддэг ажлууд. Вон боломжийн хувь нэмэр болгон өөр өөр хийн компаниудаас асуух болно. Системийн бүрэн энергийн энергийг цэнэглэж болно. Ийм байдлаар, хамгийн тохиромжтой системийн N бөөмсийн хувьд f-tsiya f-tsіya podіlu f (p, q) тоог нэмэлт нэг хэсэгтэй f-tsіy podіlu f 1 (p, q) -ээр илэрхийлнэ.
vіd їhny kіnetich-д унах mikrostanami дээр Rozpodіl тоосонцор. эрчим хүч, төрлийн квант sv-д систем, umovleniyaтэдгээрийн хэсгүүдийн ижил байдал. Квант механикийн хувьд бүх хэсгүүдийг фермион ба бозон гэж хоёр ангилдаг. Байнга дэд эрэмблэгддэг статистикийн төрөл нь тэдний эргэлттэй хоёрдмол утгагүй тохирдог.
Ферми-Дирак статистик нь нийлбэрүүдийн системийн ялгааг харуулж байна. 1/2, 3/2,... спинтэй хэсгүүд ђ = h/2p. Частка (эсвэл хагас бөөмс) нь статистикийн ач холбогдлыг дэд эрэмбэлсэн дуу чимээ юм. фермион. Атом, металл ба дамжуулагч дахь электронууд, хосгүй атомын дугаартай атомын цөмүүд, атомын дугаар ба электронуудын тооны зөрүүтэй атомууд, хагас бөөмс (жишээлбэл, хатуу биет дэх электрон ба дирк) нь фермионоос нимгэн байдаг. Ця статистикийг 1926 онд Э.Ферми дэвшүүлсэн; ижил хувь заяаны P. Dirak z'yasuvav її квант. мэдрэмж. Фермионы системийн Hvilian функц нь тэгш хэмийн эсрэг, өөрөөр хэлбэл. zminyuє svіy тэмдэг нь координатыг солих үед ижил төстэй паритет ба спи. тоосонцор. Арьсны квант төлөв нь нэгээс илүүгүй бөөмтэй байж болно (див. Паули зарчим). Станц дээр E i энергитэй дахин боловсруулагддаг фермионы идеал хийн хэсгүүдийн дундаж тоо n i нь Ферми-Диракийн дэд хэсгийн функцээр тодорхойлогддог.
n i = (1 + exp [(E i - м )/кТ]) -1 ,
де i-хэсгийн тээрэмийг тодорхойлох квант тооны багц.
Бозе-Эйнштейний статистик нь тотологийн системийг тодорхойлдог. тэг буюу хязгааргүй эргэлттэй бөөмс (0, ђ, 2ђ, ...). Статистикийн ач холбогдлыг дэд эрэмбэлсэн хэсэг буюу хагас бөөмс, дуу чимээ. бозон. Энэхүү статистикийг Ш.Босе (1924) фотонуудын талаар дэвшүүлж, А.Эйнштейн (1924) идеал хийн хэдэн зуун молекулаар нотолсон бөгөөд эдгээр нь жишээлбэл, хос тооны фермионы агуулахын бөөмс мэт харагддаг. нийт протон ба нейтроны хостой атомын цөм (дейтерон, цөм 4 Хэт нимгэн биш). Бозоны өмнө фононыг хатуу, ховор 4 He, дамжуулагч болон диэлектрик дэх экситоныг харж болно. Хвилёвын системийн функц нь ижил байдлын паритет эсэхээс хамаарч тэгш хэмтэй байна. тоосонцор. Квантын төлөвүүдийн тоо юугаар ч хязгаарлагдахгүй, өөрөөр хэлбэл. нэг хуаранд маш олон тоосонцор байж болно. E i энергитэй станцад ашиглагддаг бозоны n i идеал хийн хэсгүүдийн дундаж тоог Бозе-Эйнштейний функцээр тодорхойлно.
n i = (exp [(E i - м)/кТ]-1)-1.
Больцманы статистик, хэрэв бид квант нөлөөллийг эсэргүүцэж чадвал үүнийг квант статистик гэж нэрлэе. өндөр цамхаг). Эндээс харахад импульс ба координатын ард байрлах идеал хийн тархалт нь Гиббсын тархалтын нэгэн адил бүх бөөмийн фазын орон зайд биш харин нэг бөөмийн фазын орон зайд байгаа нь харагдаж байна. Сарлаг миним. ганцаараа obsyagu фазын орон зай, scho maє shіst vimiryuvan (гурван координат ба бөөмсийн импульсийн гурван төсөөлөл), квант хүртэл бололтой. spіvvіdshennyam neviznachenosti , та жижиг гэрээ сонгох боломжгүй, nizh h 3 . Станц дээр E i энергитэй дахин худалдаж авдаг идеал хийн n i хэсгүүдийн дундаж тоог Больцманы функцээр тодорхойлно.
n i = exp [( m -E i)/kT].
Сонгодог хуулиудын хувьд ruhayutsya гэх мэт хэсгүүдийн хувьд. үйлдвэрт механикч . боломж U(r) талбай нь статистикийн хувьд p импульсийн хувьд rozpodіlu f 1 (p, r) функцтэй тэнцүү бөгөөд идеал хийн хэсгүүдийн координат r-ийг харж болно.f 1 (p, r) = A exp (- [p 2 / 2m + U (r)] / kT). Энд p 2/2м-кинетик. оюун ухааныг хэвийн болгохын тулд w масстай молекулуудын энергийг А тогтмолыг тооцдог. Tsey viraz ихэвчлэн сонсогддог. rozpodіl Максвелл-Болтцман, мөн razpodіl Boltzmann zv. функц
n(r) = n 0 exp[-U(r)]/kT],
de n(r) = t f 1 (p, r) dp - r цэг дэх бөөмсийн тооны өргөн (n 0 - төгс талбаргүй бөөмсийн тооны өргөн). Rozpodil Boltzmann rozpodіl мэнгэ дүрсэлсэнтаталцлын салбарт сэрүүн (барометрийн f-la), молекулууд болон усны төвийн хүчний салбарт маш их тархсан хэсгүүд, вирусгүй дамжуулагч дахь электронууд, мөн rozbavl дахь rozrahunka rospodil ионуудын хувьд vicorist. электролитикийн уусмалууд (талбайд ба электродтой кордон дээр) гэх мэт.U(r) = 0 үед Максвеллийн розподил - Больц-манн Максвеллийн розподилыг дагаж мөрддөг бөгөөд энэ нь гагнуурын хэсгүүдэд байдаг swidkost хэсгүүдийн розподилыг тодорхойлдог. статистик. тэнцүү (Ж. Максвелл, 1859). Zgіdno z tsm rozpodіl, ymovіrne тоо молекулуудын нэгдмэл эзлэхүүний бүрэлдэхүүн хэсэг vіd у би у би + du би (би = x, y, z) хооронд хэвтэж swidkosts, f-tsієyu зогсож байна:
Rozpodіl Максвелл vіd vzaєmodіy нь худлаа биш. тоосонцор хоорондын бөгөөд энэ нь зөвхөн хий төдийгүй гол мөрөнд (тэдгээрийн хувьд сонгодог тайлбар хийх боломжтой), мөн хий, хийд чухал ач холбогдолтой Брауны тоосонцоруудын хувьд үнэн юм. Chem явцад өөр хоорондоо pіdrakhunku тоо zіtknen хийн молекулуудын хувьд Yogo vikoristovuyut. p-tsії ба z атомууд pov-stі.
Молекулын лагерийн ард байгаа хэмжээ.Статистик каноник дахь идеал хийн нийлбэр. Гиббсийн чуулга Q 1 нэг молекулын лагерийн ард байгаа нийлбэрээр илэрхийлэгдэнэ.
de E i - молекулын i-р квант түвшний энерги (i = Молекулын тэг түвшинтэй тэнцүү), g i -статистик. i-р тэгшитгэлийн вага. Үүний зэрэгцээ та нэг молекул дахь маш олон электрон, атом, атомын бүлгүүдийг харж, олон тооны молекулуудыг бүхэлд нь харилцан уялдаатай холбож, протео нь ойролцоогоор бие даасан байж болно. Молекулын кемпүүдэд зориулсан Тоди сум б. Үүнийг шатаар холбосон олон агуулах бий болгоход танилцуулж байна. ruhom (Q шуудан) болон z vnutrіshnyomol. Рукхами (Q нэмэлт):
Q 1 \u003d Q post Q ext, Q post \u003d l (V / N),
де l = (2p мкТ/h2) 3/2 . Атомуудын хувьд Q ext нь атомын электрон болон цөмийн төлөвүүдийн нийлбэр; молекулуудын хувьд Q ext - электрон, цөмийн, коливаны нийлбэр. би эргэдэг. болж байна В талбай t-r vіd 10-аас 10 3 Ялагчдын дуу гарахаас өмнө тодорхой төрлийн сүнсний арьсыг бие даан харж болох тайлбарыг тайлбарлав: Q vn \u003d Q ate · Q otra · Q боодол · Q тоо / g, de g - Нийтийн тоотой тэнцүү тэгш хэмийн тоо. ижил атомууд эсвэл атомын бүлгүүдээс бүрдэх молекулуудыг ороосонд буруутгагдсан тохиргоонууд.
Цахим хөдөлгөөн Q лагерийн ард нийлбэр илүү статистик идсэн. Wagi R t main. электрон молекул болно. Баян дээр. үндсэн хэлбэлзэл онгон бус хүмүүсийн rіven болон хамгийн ойрын сэрсэн rіvn-ийн нүдний ус гэсэн үг. эрчим хүч: (P t \u003d 1). Гэсэн хэдий ч, жишээлбэл, хэд хэдэн зан үйлд. O 2 молекулын хувьд Pm = h, үндсэндээ. ruhu молекулуудын тоо мөч vіdmіnniy vіd тэг би maє mіsce vyrodzhennya energіchnyh rivnіv, болон energії zbudzhenih stanіv м.б. бага дуусгах. Цөмийн эргэлт сэргэж галзуурсан, Q лагерийн цаана байгаа хэмжээ нь зэвүүцмээр юм, хонгор минь:
de s i -атомын цөмийн эргэлт i, молекулын бүх атомын хувьд tvir авна. Баазуудын цаана байгаа мөнгөний хэмжээ. рухумолекулууд de v i -давтамжжижиг коливанууд, 
n нь молекул дахь атомын тоо юм. Тээрмийн мушгих нийлбэр . Агуу инерцийн момент бүхий баялаг атом молекулын нуралтыг сонгодог байдлаар харж болно [өндөр температурын ажиглалт, T/qi 1 de qi = h 2 /8p 2 kI i (i = x, y, z), I t нь i тэнхлэгийг тойрон ороох толгойн инерцийн момент]: Q BP \u003d (p T 3 / qxqyqz) 1/2. Инерцийн момент бүхий шугаман молекулуудын хувьд I статистик. нийлбэр Q vr \u003d T / q de q \u003d h 2 / 8p 2 * kI.
103-аас дээш t-rah үед rozrahunkah үед атомын хуваагдал, харилцан үйлчлэлийн үр нөлөөг anharmonism хамгаалах шаардлагатай хүртэл. коливання. би эргэдэг. эрх чөлөөний алхмууд (div. Non-zhorstki молекулууд), түүнчлэн олон тооны цахим станцууд, сэрэх үеийн хүн ам гэх мэт. бага температур(10 К-ээс доош) квант нөлөөллийг засах шаардлагатай (ялангуяа хоёр атомт молекулын хувьд). Тийм ээ, эргүүл. Гетеро-цөмийн молекул AB-ийн бүтцийг f-le-ээр тайлбарлав.
l-эргэлтийн тоо Би болж, нэг төрлийн атом молекулууд A2 (ялангуяа усны молекул H2, дейтерий D2, тритий T2) цөмийн болон ороосон. харилцан үйлчлэлийн эрх чөлөөний алхам. найзнайзтайгаа: Q жигшүүртэй юм. эргэлт Q otrut · Q rot.
Кампуудын цаана байгаа молекулуудын нийлбэрийг мэдэх нь термодинамикийг хөгжүүлэх боломжийг олгодог. sv-va іdealnogo хий ба хамгийн тохиромжтой хийн нийлбэр, орно. химийн тогтмолууд. нимгэн иончлох тэнцүү, адил чухал алхам. Онолын чухал үнэ цэнэ abs. Swidkosti r-tsіy нь activir гэрэлтүүлэх үйл явцтай тэнцүү rozrahunku тогтмол mozhlivіst болно. цогцолбор (шилжилтийн хуаран), энэ нь өөрчлөлт мэт санагдаж байна. хэсэг, нэг s коливан. эрх чөлөөний алхмууд алхах эрх чөлөөний алхамаар солигдсон. яарах.
Төгс бус системүүд.Бодит хийд молекулууд харилцан үйлчилдэг. нэг нь нэг. Мөн энд чуулгын баазын нийлбэр найман молекулын лагерийн нийлбэрийн доод хэсэгт хүртэл эхэлдэггүй. Та юу гэж бодож байна, юу гэж бодож байна. харилцан горим. дотор талаас нь бүү асга. Би молекул болно, статистик. сонгодог дахь системийн нийлбэр. N ижил төстэй байдлаас бүрдэх хийн ойролцоо. тоосонцор, харагдах болно:
де 
Энд<2 N-тохиргоо. интеграл, ямар vrakhovuє vzaєmod. молекулууд. Naib, ихэвчлэн боломжтой. U молекулуудын энергийг хос потенциалын нийлбэр гэж үзнэ: U = =de U(r ij) - потенциал төв. тавих хүчi ба j молекулуудын хооронд Vіdstanі r ij. Vrakhovuyt бас боломжийн хувь нэмэр баялаг. энерги, молекулуудын чиг баримжаагийн нөлөө нь зүгээр л. Розрахунка тохиргооны хэрэгцээ. нэгдсэн vinikaє pіd цаг rassglyadu ямар ч конденсатор эсэх. үе шат ба үе хоорондын. Даалгаврын яг дээд хэсэг. Энэ нь бараг боломжгүй юм, тиймээс статистик дүн шинжилгээ хийх. нийлбэр ба бүх термодинамик. sv-in, oberzhuvanih іz statistich. vіdpovіdnimi параметрийн хувьд sumi diferentiyuvannyam, vikoristovuyut decomp. ойролцоох замууд.
Vіdpovіdno хүртэл т. Бүлгийн хуваарилалтын аргын хувьд системийн стандарт нь өөр өөр тооны молекул, тохиргоонд суурилсан цогцолборуудын (бүлэгүүдийн) нийлбэрийг харуулдаг. Интеграл нь хэд хэдэн бүлгийн интегралд задардаг. Ийм пидхид нь таныг термодинамик эсэхийг илрүүлэх боломжийг олгодог. schіlnostі алхмууд нь f-tsіyu бодит хийн сарлаг бага. наиб. Энэ төрлийн чухал spіvvіdnoshennia - vіrialne ur-nya болно.
Онолын хувьд sv-v schіlnih gazіv тооллого, rіdin і хатуу tіl, rozchinіv neelektrolіtіv і elektrolіtіv і interrozdіlu нь tsikh системүүд bolsh zruchnym, nizh prjaimy rozrahunok statistich. sumoyu є арга n-хэсэгчилсэн функц rozpodіlu. Шинэ орлогч статистикийн мэргэжилтэнтэй болсон. арьсны вага тогтох болно. vicorous spіvvіdnoshennia mіzh f-tions rozpodіlu f n , yakі энерги нь орон зайн r 1 ,..., r n координат бүхий цэгүүдэд znakhodzhennya бөөмсийн хэлбэлзлийг нэг дор тодорхойлдог; n = N f N = b f (p, r) dp-ийн хувьд (энд i q i = r i-ийн доор). Нэг хэсэг функц f 1 (r 1) (n \u003d 1) нь арлууд дахь rozpodіl өтгөрөлтийг тодорхойлдог. Хатуу биеийн хувьд тогтмол хэвлэл. болорын зангилаан дахь f-tsiya из максимум. бүтэц; ext ямар gazіv эсвэл rіdin нь. талбар нь макроскоптой тэнцүү утгатай болсон. Густини-ин-ва гол. Dvochastkova f-tsiya rozpodіlu (n = 2) нь imovirnіst znakhodzhennya-ийг тодорхойлдог.1 ба 2-р цэг дээрх хоёр бөөмс; корреляцийн функц g (|r 1 - r 2 |) = f 2 (r 1, r 2) / r 2 нь бөөмсийн тархалтын харилцан хамаарлыг тодорхойлдог. Холбогдох мэдээллийг рентген бүтцийн шинжилгээгээр өгдөг.
F-tsії rozpodіlu rozmіrnostі n і n + 1 pov'yazanі neskіchennoy систем іntegrodifferences, scho zacheplyuyutsya. ur-nіy Bogolyubov-Torn-Grіn-Kirkvud-Іvon, уусмал нь өнгөц гөлгөр авч, үр нөлөө нь хэсгүүдийн хоорондын хамаарал vrakhovuyut танилцуулга задардаг. Ойролцоо, yakі нь нэг талаараа f-tsіya f n нь f-tsії бага бүдэгрүүлэх замаар илэрхийлэгддэг. Хариулах Эвдэрсэн арванхоёрдугаар сар rozrahunka f-tsіy f n-ийн аргуудын ойролцоо, тэдгээрээр дамжуулан - бүх термодинамик. Шинжилгээнд хамрагдсан систем дэх үзүүлэлтүүд. наиб. stosuvannya Percus-Ievka болон hyperchain ойрхон байж болно.
Конденсаторын шийдлийн загварууд. термодинамикийг илүү сайн мэддэг болсон бараг бүх физик, химийн бодисыг авч үздэг. даалгавар. Бүхэл бүтэн систем нь молекулын дарааллын шинж чанарын хэмжээ бүхий орон нутгийн мужуудад хуваагддаг u 0 . Загалом орон нутгийн өргөтгөлийн янз бүрийн загварт м.б. илүү дуртай, тиймээс би бага u 0; zdebіlshoy өмхий үнэр zbіgayutsya. Орон зай дахь молекулуудын салангид хуваагдал руу шилжих нь pіdrahunok задрахад ихээхэн хялбар байдаг. молекулуудын тохиргоо. Gratkov загвар vzahovuyut vzaєmod. молекулуудыг нэг нэгээр нь; харилцан үйлчлэлийн энерги. энергийг дүрсэлдэг параметрүүд. Олон тооны vipadkіv gratkovі загварууд нь нарийн шийдвэр гаргах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь дампуурлын хандлагын мөн чанарыг үнэлэх боломжийг олгодог. Тэдний нэмэлт боломжит үүднээс баян, тодорхой. vzaєmod., чиг баримжаа. нөлөөлөл гэх мэт.Гратковын загварууд нь электролит бус ба полимер, фазын шилжилт, чухал үзэгдлүүд, өндөр гетероген системүүдийн хэрэглээний судалгааг боловсруулах, хэрэгжүүлэхэд гол үүрэг гүйцэтгэдэг.
Термодинамикийг тодорхойлох тоон аргууд. sv-д nabuvayut daedals дэлхийн илүү чухал ач холбогдолтой хөгжлийг тооцох. технологи. Монте Карлогийн арга нь баялаг интегралд шууд дүн шинжилгээ хийдэг бөгөөд энэ нь статистик мэдээллийг авах боломжийг олгодог. дунд хамгаалагчbe-yakim zі статистикийн хувьд A(r1.....r N) утга. чуулга(Жишээ нь, А нь системийн энерги). Тиймээс, канон дээр. термодинамикийн чуулга. дундаж харагдах болно:
Данийн арга нь бараг бүх системд zastosovuetsya; obmezheniya obsyagіv нэмэлт дундаж утгыг хадгалах (N = 10 2 -10 5) є макроскопийн тайлбарын хувьд сайн ойролцоо. объектуудыг үнэн зөв үр дүн гэж үзэж болно.
Хэлний арга дээр. Жолооны хэсгийн (N = 102-105) Ньютоны тэгшитгэлийг хэсэг хоорондын харилцан үйлчлэлийн өгөгдсөн потенциалтай нэмэлт тоон интеграцчлахын тулд хувьслын динамикийг системтэйгээр авч үзэх болно. Системийн ижил шинж чанаруудыг их цаг дээр фазын траекторын (шилжилт ба координатын ард) дундажлаж, ээлжийн ард бөөмсийн Максвеллийн хуваарилалтыг (дулаанжуулалтын үе гэж нэрлэдэг) тогтоосны дараа тогтооно.
Obmezhennya at vikoristanny тоон аргууд гол. EOM-ийн боломжоор тодорхойлогддог. Мэргэжилтэн. тооцоолох. priyomi зөвшөөрөх ominati эвхэгддэг, pov'yazanі z tim, scho нь бодит систем биш, харин жижиг obsyag; Энэ нь харилцан үйлчлэлийн урт хугацааны боломжуудыг удирдах, фазын шилжилтийн шинжилгээ гэх мэт чухал ач холбогдолтой юм.
Физик кинетик - статистикийг хуваах. spivvіdnuvannya spіvvіdnіnіnіnі teplodіnаіnіnіkі эргэлт буцалтгүй protsіsіv, scho є ospezhennja energії, іmpulsu і massi, мөн түүнчлэн vplyv іn zoіv-ийн үйл явцын тодорхойлолтыг өгдөг физик. услах Kіnetich. макроскопийн коэффициентүүд. Физийн урсгалын уриншийг илтгэдэг суцилийн орчны үзүүлэлтүүд. хэмжигдэхүүн (дулаан, импульс, массын бүрэлдэхүүн хэсэг ба ин.) int-ri, концентраци, гидродинамикийн градиентийн урсгалыг дуудна. хурд болон бусад. Термодинамикаас урсгалыг харуулсан тэгшитгэлд багтсан Онсагерын коэффициентүүдийг ялгах шаардлагатай. хүч (термодинамик. Рух түвшин), дамжуулалтын түвшинд орох дамжуулалтын коэффициент (тархалт, дулаан дамжуулалт, нимгэн зуурамтгай чанар). Эхний м.б. тусламж spіvvіdnoshen mіzh makroskopich бусдын дамжуулан илэрхийлэл. Зөвхөн коэффициент гэж үзэж болох системийн шинж чанарууд. шилжүүлсэн.
Макроскопийн хувьд rozrahunka. коэф. Нэмэлт ач холбогдолгүй функцийг шилжүүлэхийн тулд үндсэн үйлдлүүдийг хэрэгжүүлэх чадвараас хамааран шилжүүлгийг дунджаар тооцох шаардлагатай. Шинжилгээ хийсэн хүний толгой өвддөг. төрлийн f-tsії rozpodіlu f(p, q, t) (t-h) nevidomy (vіdmіnu vіd іvnоvnаnіїї Стан систем, сарлагийн opisuєєyu f-tsії rozpodіlu Гиббс, obrazhuvanih үед т : , ). f-tsії rozpodіlu f n (r, q, t) гэсэн n-хэсгүүдийг авч үзье otrimuyut z f-tsіy f (p, q, t) бусад (N - p) бөөмсийн координат ба импульсийн дундаж утгыг авч үзье.
Їx м b. Зарим тэгш бус төлөв байдлыг дүрслэх боломжийг олгодог түвшний системийг нэгтгэсэн. Virіshennya tsієї системүүд ur-nіy duzhe атираат. Дүрмээр бол кинетик хатуу хатуу бодис (фермион ба бозон) дахь хий ба хийтэй төстэй хагас бөөмсийн онол нь нэг бөөмийн функц rozpodila f 1-ийн түвшнээс бага байна. Аливаа бөөмийн лагерийн хоорондын хамаарал (залуучуудын эмх замбараагүй байдлын таамаглал) байгааг хүлээн зөвшөөрөхдөө дуу чимээг арилгадаг. кинетик ур-ня Больцманн (L. Boltzmann, 1872). Tse ur-nie vrakhovuє zminu f-tsii rozpodіlu тоосонцор pіd vplyom ext. F(r, t) хүч ба бөөмс хоорондын хос бөөмс:
де f 1 (u, r, t)zіtknennya, f "1 (u", r, t) i-f-tsії rozpodіluчимээгүй болсны дараа; u i-хаалтын өмнөх бөөмсийн хурц байдал, u" i -хаагдсаны дараа ижил хэсгүүдийн хурц байдал, і = |u -|-зөөх модуль. лабораторийн координат дахь зүссэн бие дээрх бөөмсийг ялгах дифференциал үр дүнтэй хөндлөн огтлол dW. тоосонцор vіdpovіdna pritsіlna vіdstan би азимутал kut lіnії tsentrіv харилцан үйлчлэлийн хуулийн дагуу хадгалуулсан байх ёстой систем: s dW = bdbde, болон молекулууд rozglyadayutsya сарлагийн potentsіalom scho ордын orazіnozuferigo od vіnostіfemudiyut orazіdіferigo od vіnostіfіferovіgo potentsіalom эрчим хүчний төв. kvantovoї mehanіki, ymovіrnіst zіtknennya дээр urahuvannyam vplivu efektіv simetії нь..
Систем яаж статистик болж байна. тэнцүү , интеграл zіtknen Stf нь тэгтэй тэнцүү ба кинетик шийдлүүд. Больцманы ур-ния Максвеллийг жигших болно. Чухал бус мужуудын хувьд rozvyazannya кинетик. f-tsії rozpodіlu Максвелл гэх мэт жижиг параметрүүдийн хувьд f-tsії f 1 (u, r, t) эгнээг хараад Больцманны тэнцүү жиргээ. Хамгийн энгийн (урвалын) ойролцоо тооцооллын хувьд интегралын интегралыг St гэж ойролцоолно. f хийнүүд іz vnutr. rіdina-ийн дулаан дамжилтын тэгш хэмийн эрх чөлөөний алхмууд, энэ нь орон нутгийн хувьд адил чухал нэг хэсэг f-tsіyu rozpodіlu z т-сүрлэг, Chem vicorate боломжтой юм. потенциал ба гидродинамик. shvidkіstyu, yakі vіdpovіdat razglyady бага хэмжээний эх орон. Үүнээс өмнө та гидродинамикийн t-ri-ийн градиенттай пропорциональ засварыг мэдэж болно. хуурайшилт ба хими. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн потенциал, импульс, энерги, ин-ва-ийн урсгалыг тооцоолох, түүнчлэн Навиер-Стоксын тэгшитгэл, дулаан дамжуулалт, тархалтыг дугуйруулна. Би энд байна. дамжуулалт нь орон зай цагийн хамааралтай пропорциональ байна. арьсны бүрэлдэхүүн хэсгийн энергийн урсгал, импульс, in-va-ийн үйл ажиллагаа.
Хатуу биет дэх бодисууд болон хатуу биетэй хэсгүүдийн хооронд шилжих үйл явцыг тайлбарлахын тулд конденсаторын торны загварыг өргөн ашигладаг. үе шат. Системийн хувьслыг гол зүйлээр тайлбарлах болно. кинетик ур-юм (мастер тэгшитгэл)
de P(q, t) = tf(p, q, t) du- функцийг хувааж, бүх N ширхэгийн импульс (шингэн байдал) дээр дундажласан бөгөөд энэ нь анарын бүтцийн зангилааны дагуу хэсгүүдийн хуваагдлыг дүрсэлсэн (зургаан тооны үндэс N y , Н< 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")-бөөмийн бүхэл бүтэн координатаар тодорхойлогддог нэг цагийн zі stan q системийн шилжилтийн хөдөлгөөн, ін stan q". Эхний нийлбэр нь Даниас энэ баазаас өөр нэг сум-вихид болох q лагерьт шилжих үйл явцын оруулсан хувь нэмрийг тодорхойлдог. Давтамжийн адил чухал хуваарилалтын хувьд (t : , ) P(q) = exp[-H(q)/kT]/Q, де Q-статистик. системийн H(q)-энергийн нийлбэр нь q байж болно. Шилжилтийн хөдөлгөөн нь нарийвчилсан зарчимд сэтгэл хангалуун байна: W(q" : q)exp[-H(q")/kT] = W(q : q")exp[-H(q)/kT]. P(q,t) функцүүдийн тэгшитгэлийн дэд багийн ард кинетик байх болно. N-chastkovyh чиг үүрэг rozpodіlu нь ur-nya, rozashuvannyam бусад бүх (N - n) тоосонцор дээр дундаж otrimuyut yakі. Жижиг h кинетикийн хувьд. ур-ня м.б. virishenі аналитик хи тоон болон z їх m туслах b. коэфыг ав. тархалт, өөрөө тархах, наалдамхай зуурамтгай чанар, сэвсгэр байдал нимгэн. Системийг сулруулах моноатомын талстууд дахь ижил чухал төлөвт шилжих процессын өмнөх ийм зогсонги байдал нь задралыг харах боломжийг олгодог. фазын хувирлын кинетик, талстуудын өсөлт, гадаргуугийн r-ионуудын кинетикийн шилжилтийн процессууд. ба тэдгээрийн динамикийг тодорхойлох. шинж чанарууд, түүний дотор тэр коэф. шилжүүлсэн.
Rozrahunku coef-ийн хувьд. хийтэй төстэй, ховор, хатуу үе шатанд шилжүүлэх, түүнчлэн фазын тусгаарлах хил хязгаарт тулгуур аргын янз бүрийн хувилбаруудыг идэвхтэй ашигладаг. Стохастикийн баруун талд өшөө авахын тулд Ньютоныг ~10 -15 секундээс ~10 -10 секундын турш системийн хувьслыг нарийвчлан дагаж мөрдөх боломжийг олгодог динамик.
Химийн системийн хувьд. rozpodіlu chastok шинж чанар дээр r-tions, урвалж, їх khіmіchnym шилжүүлэх онцлог цагийн хооронд nadaє spіvvіdnennia их хүн амын шилжилт хөдөлгөөн. хувиргалт. Якшо швидкист хим. өөрчлөлт нь жижиг, ангал нь тархсан, энэ нь намрын улиралд ч дэлбэрдэггүй, хэрэв энэ өдөр бол. Үүний үр дүнд p-tsії-ийн нягтрал нь маш их, сэвсгэр массын хуультай тэмцэх, түүнчлэн сэвсгэр массын хуультай тэмцэх боломжгүй юм. f n s n > 1-ийн хуваарилалтын нэмэлт функцийн урвалжуудын тархалтыг илүү дэлгэрэнгүй тайлбарлах шаардлагатай. Урвалын тайлбарт чухал ач холбогдолтой. гадаргуу дээрх бөөмсийн урсгал ба тархалтын хяналттай урвалын хэлбэлзэл нь хил хязгаарын оюун ухаан байж болно (div. Макрокинетик)., 2-р хэвлэл, М., 1982; Беркли физикийн курс, пров. Англи хэлнээс, 3 vidavnitstv, v. 5-Reif F., Статистикийн физик, М., 1986; Товбин Ю.К., Хийн хоорондын хатуу бие дэх физик-химийн процессын онол, М., 1990. Ю.К. Винница.
9-р бүлгийн материалыг уншсаны дараа оюутан буруутай. язгууртан статистикийн термодинамикийн үндсэн постулатууд; vmіti язгууртнуудын хуарангийн ард эрх мэдлийнхээ мөнгийг баталгаажуулах; хуваарилалт дээр зааж koristuvatisya нэр томъёо, тэмдэглэгээ;
Володя тусгай нэр томъёо; Идеал хийн термодинамик функцийг статистикийн аргаар шинжлэх эхлэл.
Статистикийн термодинамикийн үндсэн постулатууд
Термодинамик арга нь цөөн тооны молекулуудаас бүрдэх системд хангалтгүй, гэхдээ ийм системд дулаан ба ажлын хооронд ялгаа байдаг. Үүний зэрэгцээ үйл явцын хоёрдмол утгагүй байдал шууд гарч ирдэг.
Цөөн тооны молекулуудын хувьд ч гэсэн доромжлол нь процесст шууд тэнцүү болдог. Тусгаарлагдсан системийн хувьд - энтропийн өсөлт, эсвэл нэг өдөөгдсөн дулаан (ижил чухал эргэлтийн үйл явцын хувьд) эсвэл її-ээс их (чухал бусуудын хувьд). Энтропийн ийм хоёрдмол байдлыг эрэмбэлэх замаар тайлбарлаж болно - бөөмсийн агуулахын систем шиг хөдөлгөөний эмх замбараагүй байдал; Үүнээс хойш энтропи нь системийн молекулын төлөв байдлын эмх замбараагүй байдлын ертөнц шиг боломжтой юм. Qi yakіsnі yavlennya kіlkisno razvivayutsya статистик термодинамик. Статистикийн термодинамик нь шинжлэх ухааны зэрлэг салбар болох статистик механикийн нэг хэсэг юм.
Статистикийн механикийн гол отолт нь 19-р зуун шиг хэлбэртэй байв. Л.Больцман, Ж.Гиббс нарын практик дээр.
Олон тооны бөөмсөөс бүрдэх системийг тайлбарлахдаа дараах хоёр аргыг сонгож болно. микроскоп і макроскоп. Макроскопийн pidkhіd нь сонгодог термодинамикаар ялж, цорын ганц цэвэр ярианы өшөөг авдаг системүүд нь бие даасан өөрчлөлтүүдээр тромын зэрлэг чиг хандлагад ялгардаг: Т (температур), В (Тэдний тухай), Н (бөөмийн тоо). Гэсэн хэдий ч микроскопоор харахад 1 моль яриаг хамарч чадах систем нь 6.02 10 23 молекулыг агуулдаг. Нэмж дурдахад эхний арга бол системийн бичил биетийг тодорхойлох явдал юм.
жишээлбэл, арьсны мөчөөс цаг хүртэлх арьсны хэсгийн координат ба импульс. Сонгодог хи квантын гарал үүслийн бичил харуурын тайлбар нь өөрчлөгдөж буй хүмүүсийн сүр жавхлант тооны хөдөлгөөнтэй тэнцүү юм. Тиймээс сонгодог механик дахь хамгийн тохиромжтой хийн арьсны микростаныг 6N өөрчлөлтөөр тодорхойлдог. (Н - Бөөмийн тоо): ZN координат ба импульсийн ZN проекц.
Үүнтэй адил чухал станцад системийг шинээр барьж байгаатай адил макроскопийн үзүүлэлтүүд тогтмол байдаг бол микроскопийн үзүүлэлтүүд үе үе өөрчлөгдөж байдаг. Tse нь арьсны макростан нь sprat (үнэндээ - байнга баялаг) микростанууд (Зураг 9.1) хэрэгтэй гэсэн үг юм.
Цагаан будаа. 9.1.
Статистикийн термодинамик нь хоёр аргын хоорондох холбоог тогтоодог. Гол санаа бол довтолгоонд довтлох явдал юм: хэрэв арьсанд макростан их хэмжээний микростан байгаа бол тэдгээрийн арьсыг макростан руу оруулах хувь нэмрийг нь булааж авах хэрэгтэй. Макромилийн ижил шинж чанарыг бүх микростаны дундаж үзүүлэлтээр боловсруулж болно, өөрөөр хэлбэл. pіdsumovuyuchi їhnі хувь нэмэр z urakhuvannyam statisticheskoї vagi.
Микростануудын дундажийг статистикийн чуулгын хамгийн сайн ойлголтоос үндэслэн хийдэг. Ансамбль - нэг макростантай төстэй бүх боломжит микростануудтай ижил төстэй системүүдийн бүхэл бүтэн багц. Чуулганы арьсны систем нь нэг микро станц юм. Бүхэл бүтэн чуулга нь координат ба импульсийн p(p,) rozpodil функцээр тодорхойлогддог. q t), ирэх зэрэглэлийг илэрхийлдэг: p(p, q, t) dpdq - чуулга руу систем нь эзлэхүүний элементэд байгаа нь зорилго dpdq цэгийн ойролцоо ( Р , q) одоогоор т.
Мэдрэгч функц нь макро төлөв дэх арьсны микростанцын статистик утгыг илэрхийлдэг функцтэй болохыг олж мэдсэн.
Үзэл бодлоор функцийн үндсэн хүчийг дараахь байдлаар хуваадаг.
Системийн маш их макроскоп хүчийг координат ба импульсийн функцүүдийн дундаж утга болгон авч болно. f(p, q) чуулгаар:
Жишээлбэл, дотоод энерги нь Гамильтон функцийн дундаж утга юм H(p, q):
(9.4)
Функцийн үндэс нь сонгодог статистик механикийн үндсэн постулатын мөн чанар болох явдал байв. системийн макроскоп бүтцийг дахин дэд хэсгийн бодит функцээр тогтооно , сэтгэлд таатай (9.1) ба (9.2).
Адилхан чухал систем ба адил чухал чуулгын хувьд rozpodіl-ийн функц нь цагт хадгалагдах: p = p (p, q). Функцийн тодорхой хэлбэр нь чуулгын төрлийн нөлөөн дор өссөн. Гурван үндсэн төрлийн чуулга байдаг.
де к \u003d 1.38 10 -23 Ж / К - Больцманы тогтмол. Виразе (9.6) дахь тогтмолын утгыг оюуны хэвийн байдалаар тодорхойлно.
shvidkost нь каноник rozpodіlu (9.6) є razpodіl Максвеллийг хүчингүй болгоё. б Энэ нь хийн хувьд үнэн юм:
(9.7)
де м- хийн молекулын масс. Viraz p(v)dv нь молекулын хязгаарт үнэмлэхүй утгатай байх чадварыг илэрхийлдэг. v өмнө v + d&. Функцийн дээд хэмжээ (9.7) нь молекулуудын хамгийн их шингэнийг өгдөг ба интеграл
молекулын дундаж нягт.
Хэрэв систем нь эрчим хүчний хувьд салангид тэнцүү байж, квант механикаар дүрслэх боломжтой бол Гамильтон функцийг орлуулах болно. H(p, q) vikoristovuyut Hamiltonian оператор H, ба дэд хэсгийн функцийг орлуулах нь матрицын өргөн p-ийн оператор юм:
(9.9)
Эрчим хүчний матрицын диагональ элементүүд нь систем нь i-р эрчим хүчний станцад байгаа бөгөөд энергитэй байх боломжтой гэсэн сэтгэгдэл төрүүлдэг. E(.
(9.10)
Тогтмол утгыг сэтгэцийн стандартаар тодорхойлно.
(9.11)
Энэ виразын тугийг баазын арын цүнх гэж нэрлэдэг. Системийн термодинамик чадлын статистик үнэлгээний гол утга нь Vіn maє. Виразив (9.10) ба (9.11) -ээс та бөөмийн тоог мэдэж болно Njf энерги татах
(9.12)
де N- zagalna kіlkіst chastok. Энерги тэнцүү байх хэсгүүдийн (9.12) хуваагдлыг Больцманы дэд хэсэг гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ хэсгийн тоог Больцманы хүчин зүйл (үржүүлэгч) гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийн заримыг өөрөөр бичсэн байдаг: ижил энергитэй £ тэнцүү юм шиг тэдгээрийг Больцманы үржүүлэгчийн нийлбэрт үндэслэн нэг бүлэгт нэгтгэх ёстой.
(9.13)
де gj- kіlkіst rivnіv z эрчим хүч Тэр , эсвэл статистикийн вага.
Термодинамик систем дэх макроскопийн олон параметрүүдийг Больцманы дэд хэсгийг ашиглан хянаж болно. Жишээлбэл, дундаж энергийг статистик ваг сайжруулснаар ижил энергийн дундажаар харуулав.
(9.14)
3) агуу каноник чуулга нь vіdkrіtі систем, дулааны солилцоонд олдох scho, яриагаар солилцсон барилгуудыг дүрсэлдэг. довкиллам. Теплова тэнцүү нь температураар тодорхойлогддог Т, мөн хэсгүүдийн тоотой тэнцүү - голын химийн потенциал. Тиймээс rozpodil-ийн үүрэг нь температур, химийн чадамжид оршдог. Гайхамшигт каноник чуулгын зохион байгуулалтыг энд тэмдэглэхгүй нь ойлгомжтой.
Статистикийн онол нь олон тооны системээс (~10 23) бүх гурван төрлийн чуулга нэгтэй тэнцэнэ гэж үздэг. Ансамблийг нэг термодинамик чадалтай болгох эсэх, дараа нь термодинамик системийг дүрслэх өөр чуулга сонгох нь хуваагдах функцүүдийн нарийн математик боловсруулалтаас шалтгаална.
Термодинамик. Майер, Жоул, Хельмхольц нарын роботууд цол хэргэмээ өөрчлөхийг зөвшөөрсөн. "хүч хадгалагдах хууль" ("хүч", "эрчим хүч" гэсэн ойлголтуудыг тухайн үед хатуу хэлэлцээгүй). Энэ хуулийн анхны тодорхой томъёоллыг физикч Р.Клаузиус, В.Томсон (Лорд Келвин) нар дулааны хөдөлгүүрийн ажлын үр дүнд хийсэн дүн шинжилгээнд үндэслэн С.Карно нотолсон. Макроскопийн систем дэх дулаан ба роботуудын хувирлыг харахад С.Карно үнэндээ шинэ шинжлэх ухааныг бодож олсныг Томсон термодинамик гэж нэрлэсэн. Термодинамик нь үг хэллэгийг бүрдүүлдэг бөөмсийн бичил хөвсгөрөөр тэжээгдэлгүйгээр хөвсгөр дулааны хэлбэрийг бусад болгон хувиргах онцлогтой холилдсон байдаг.
Ийм байдлаар термодинамик нь бие махбодийн микроскопийн амьдралыг сайжруулахгүйгээр энерги солилцох боломжтой системийг, ижил хэсгүүдийн шинж чанарын тогтолцоог бий болгодог гэж үздэг. Тэнцүү (сонгодог, гэхдээ адилхан чухал термодинамик) болон чухал биш системүүдийн термодинамик (хамааралгүй термодинамик) болох ижил чухал систем эсвэл системийн термодинамикийг ялгах. Сонгодог термодинамикийг ихэвчлэн энгийн термодинамик гэж нэрлэдэг бөгөөд 19-р зууны дунд үе хүртэл үүссэн "Дэлхийн термодинамик зураг" (TKM) гэж нэрлэгддэг үндэс суурь болохгүй. 20-р зууны нөгөө хагаст жигд бус чухал термодинамик хөгжиж, биологийн систем, амьдралын үзэгдлийг бүхэлд нь судлахад онцгой үүрэг гүйцэтгэсэн.
Энэ дарааллаар, сүүлийн үеийн дулааны үзэгдлийн дагуу хоёр шинжлэх ухаан шууд харагдсан:
1. Ярианы молекул шинж чанарыг сайжруулахгүйгээр дулааны процессыг хөгжүүлдэг термодинамик;
2. Молекул-кинетик онол (илчлэгийн онолоос ялгаатай ярианы кинетик онолын хөгжил);
Молекул-кинетик онол. Термодинамикийн хувьд молекулын кинетик онол нь эмх замбараагүй нурж буй молекулуудын нийт төрөлжсөн сүр жавхлант агрегатын үр дүнд системүүдийн макроскопийн янз бүрийн илрэлийг авч үзэх замаар тодорхойлогддог. Молекул-кинетик онол vikoristovuyu статистик арга, tsіkavlyachis молекулууд нь цөөхөн биш, харин зөвхөн дундаж утгууд, yakі бөөмсийн сүр жавхлант нийт хэлбэлзэл онцлог. Молекул-кинетик онолын өөр нэг нэр нь статистикийн физик юм.
Термодинамикийн анхны коб. Жоуле, Майер нарын бүтээлийг эргүүлж, Клауснус эхлээд термодинамикийн анхны кобоор үүссэн бодлоо дээшлүүлэв. Vіn zrobyv vysnovok, scho байх-yaké биеийн maє дотоод эрчим хүч U. Clausius vіdmіnu vіd дээр "Q, povіdomlenogo tіlu" дулаан, биед хөдөлж байгаа мэт її дулаан гэж нэрлэдэг. Дотоод энергийг хоёр тэнцүү аргаар нэмэгдүүлж болно: биеийг А механик ажилд шилжүүлэх эсвэл түүнд Q дулааны хэмжээг нэмэх замаар.
1860 х. В.Томсон "хүч" гэсэн хуучин нэр томъёог "эрчим хүч" гэсэн нэр томъёогоор сольж, термодинамикийн анхны кобыг довтолгооны томъёонд тэмдэглэв.
Хийн дотоод энерги болон ажлын гаднах хийн ажлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хийд нэмсэн дулааны хэмжээ (Зураг 1).
Хязгааргүй жижиг өөрчлөлтүүдийн хувьд магадгүй
Термодинамикийн анхны коб буюу энерги хадгалагдах хууль нь энерги ба ажлын тэнцвэрийг бэхжүүлдэг. Энэ үүргийг өөр өөр төрлийн энергийг нэг нэгээр нь өөрчилдөг нэгэн төрлийн "нягтлан бодогч" -ын үүрэг рольтой тэнцүүлж болно.
Процесс нь мөчлөгтэй байдаг тул систем нь гаралтын тээрэм дээр эргэдэг і U1 = U2 ба dU = 0. Энэ тохиолдолд бүх дулааныг үйлдвэрт нийлүүлдэг. Жишээлбэл, i Q = 0, i A = 0, тэгэхээр. байж боломгүй үйл явц, бусад биед ямар ч өөрчлөлт ороогүй ийм ялалтын ажлын цорын ганц үр дүн, tobto. робот "мөнхийн dvigun" (мөнхийн гар утас).
Майер робот дээрээ байгалийн бүх "хүч" (эрчим хүч) -ийн хүснэгтийг гаргаж, 25 төрлийн хувиргалтыг (дулаан ® механик робот ® цахилгаан, ярианы химийн "хүч" ® дулаан, цахилгаан) судалжээ. . Майер, амьд организмын энергийг хадгалах, хувиргах заалтуудыг өргөжүүлсэн (шаварлаг їzhі ® химийн процесс ® дулааны механик нөлөө). Эдгээрийг химийн энергийг дулаан болгон хувиргасан Хессийн роботууд (1840), мөн Фарадей, Ленц, Жоуле нар жилийн турш хэрэглэсэн бөгөөд Жоуле-Лензийн хуулийн (1845) ийм томьёолсны үр дүнд. цахилгаан дулааны энерги хоорондын холбоо.J2Rt.
Ийнхүү арван жилийн турш алхам алхмаар орчин үеийн шинжлэх ухааны хамгийн том зарчмуудын нэг бүрэлдэн тогтсон нь байгалийн хамгийн зальтай үзэгдлүүдийг нэгтгэхийг уриалсан юм. Энэ зарчим нь довтолгоонд ажилладаг: Энэ бол асар их үнэ цэнэ, энерги гэж нэрлэгддэг, байгальд тохиолддог өдөр тутмын өөрчлөлтүүдийн үед өөрчлөгддөггүй. Эрчим хүчний хэмнэлтийн хуулийг буруутгах нь іsnuє биш юм.
Хоол тэжээлийг хянах
1. Дулааны үзэгдэл ба фазын шилжилтийг судлахад яагаад Лаплацийн детерминизм боломжгүйг илчилсэн бэ?
2. Дулааны үзэгдлийг судлах микро параметр, макро параметр гэж юу вэ?
3. Дулааны үзэгдлийн дэгдэлт яагаад үүссэн бэ, хэрэв эхэлсэн бол?
4. Дулааны үзэгдлийн физикийн үндэс суурь болсон эрдэмтдийг нэрлэнэ үү.
5. Консерватив хүч гэж юу вэ? Тархах хүч? Жишээ авчир.
6. Механик энерги хадгалагдах хууль ямар системд хүчинтэй вэ?
7. Потенциал энерги гэж юу вэ? Боломжит энергийг ойлгохын тулд механик системийг ойлгоход хэр их шаардлагатай вэ? Тайлбарлах.
8. Илчлэгийн онолыг товч тайлбарлана уу.
9. Ямар үр дүн гарсан бэ, илчлэгийн онолыг хэрхэн тайлбарлах вэ, Рамфорд хийсэн бэ?
10. Тогтмол даралттай (Cp) ба тогтмол даралттай (Cv) процесст хийн дулаан багтаамж яагаад өөр байдаг вэ? Эрдэмтдийн хэн нь энэ баримтыг илүү зөрүүд харуулж байна вэ?
11. Термодинамик гэж юу вэ? Чи яасан бэ?
12. Молекулын кинетик онол гэж юу вэ?
13. Статистикийн физик гэж юу вэ? Энэ нь оддын нэр мөн үү?
14. Анхны термодинамикийг томъёол.
15. Термодинамикийн анхны кобыг хэнтэй (хэнээр) тэнцүүлж болох вэ?
Уран зохиол
1. Дягилев Ф.М. Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал. - М .: Харах. IMPE, 1998 он.
2. Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал. / Ред. проф. С.А. Самигина, 2-р зүйл. - Ростов н / Д: "Финикс", 1999 он.
3. Dubnishcheva T.Ya.Орчин үеийн байгалийн шинжлэх ухааны үзэл баримтлал. Новосибирск: UKEA-ийн төрөл, 1997 он.
4. Ремизов О.М. Анагаах ухаан, биологийн физик. - М.: Вишча школа, 1999 он.
Молекулын физик
термодинамик,
Статистик физик,
гурван байрлал
1.
яриа нь бөөмсөөс бүрддэг;
2.
3.
статистикийн арга дундаж
термодинамик арга
Термодинамикийн кобууд
Термодинамикийн анхны коб
δ Q = δ А + dU , де dU Qболон δ А
Термодинамикийн өөр нэг коб
1 - Клаусиусын постулат.
2 - Келвиний постулат.
Энтропийн өсөлт (
Термодинамикийн тэг коб (термодинамикийн халуун коб)
Якшо систем А Б C, дараа нь систем А rіvnovazі z-д мэдэх C
Физик кинетикийн элементүүд. Термодинамикийн хувьд чухал биш систем дэх дамжуулалтын үзэгдэл. Загалне Ривнянниахий дэх дамжуулалтын үзэгдлүүд болон yogo priming нь MKT-аас zgіdno юм. Температурын даралтын дор шилжүүлсэн коэффициентүүдийн нөлөөлөл.
Физик кинетик(-д.-Грек κίνησις - Rukh) - чухал бус хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр үйл явцын микроскоп онол. Кинетикт квант ба сонгодог статистик физикийн аргаар
Төрөл бүрийн физик системд (хий, плазм, хий, хатуу биет) энерги, импульс, цэнэг, хэл яриаг шилжүүлэх, тэдгээрт хамгийн сайн усыг асгах үйл явц хөгжиж байна.
Термодинамикийн хувьд чухал биш системүүд нь онцгой шинж чанартай байдаг эргэлт буцалтгүйпроцесс, дуудлага шилжүүлэх үзэгдлүүд, шилжүүлсэн энерги, масс, импульсийн өргөнтэй. Шилжүүлгийн үзэгдлүүдийн өмнө хүн харж болно дулаан дамжуулалтын(галзуурсан шилжүүлсэн энерги),тархалт(галзуурсан шилжүүлсэн) тэр дотоод үрэлт(ухаантай шилжүүлсэн импульс).
1. Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр.Хэдийгээр нэг хийн камерт молекулуудын дундаж кинетик энерги их, нөгөөд нь бага байдаг ч молекулууд тогтмол хаагдсаны дараа нэг цагийн дараа молекулуудын дундаж кинетик энергийг доргиох үйл явц, өөрөөр хэлбэл температур.
Дулаан хэлбэрээр энергийг шилжүүлэх ажил хийгдэж байна Дөрөвийн хууль:
де j Э -дулааны урсгалын багтаамж- дулаан хэлбэрээр дамждаг эрчим хүчээр тодорхойлогддог үнэ цэнэ тэнхлэг X, л - дулаан дамжуулалтын, - температурын градиент Xтэр майданчикийн хэвийн шулуун шугам дээр. Хасах тэмдэг нь дулаан дамжилтын хувьд энерги нь температурын өөрчлөлтөд шууд шилждэг болохыг харуулж байна. j Э i - protilezhnі).
2. Тархалт.Хоёр цэгийн хий, гэрлийн болон салхины хатуу биетүүдийн тоосонцорыг дуурайлган нэвчиж, холих мэт санагдах тархалтын үзэгдэл; Тархалт нь эдгээр биетүүдийн бөөмсийн массын солилцоо хүртэл эхэлж, чичирч, зузаан тодорхой градиент үүсэх хүртэл үргэлжилнэ. Виникулуудын тархалтын молекул-кинетик онол үүсэх цаг дор. Молекулын хэлтэрхийнүүд сүр жавхлант эргэлтүүдээр нурж, тархалт нь илүү хүчтэй байж болно. Өрөөнд анхилуун үнэртэй савыг онгойлгоход тэр даруй үнэр нь зөв өргөжиж эхэлдэг. Энд ямар ч prote superechnosti байхгүй. Агаар мандлын даралтын дор молекулууд богино хугацаанд чөлөөтэй нэвтрэх боломжтой бөгөөд бусад молекулуудтай zishtovhuyuchisya бол гэртээ "зогсох" нь чухал юм.
Химийн хувьд нэгэн төрлийн хийн тархалтын үзэгдэл эмх цэгцтэй байна Фукийн хууль:
де j m -массын урсгал- тархсан ярианы массаар тодорхойлогддог үнэ цэнэ нэг цагт нэг Майданчикаар дамжин перпендикуляртэнхлэг x, D -тархалт (тархалтын коэффициент),г r/г х-зузаан градиент, энэ нь өргөнийг нэг нэгжээр өөрчлөх хурдыг нэмэгдүүлдэг Xтэр майданчикийн хэвийн шулуун шугам дээр. Хасах тэмдэг нь масигийн шилжилт нь хүч чадлын шууд өөрчлөлтөөс үүдэлтэй болохыг харуулж байна (шинж тэмдгүүд байдаг j m ID r/г хпролиферант).
3. Дотоод үрэлт (зуурамтгай чанар). Механизм Viniknennya дэгдээхэйнүүд Miza Paralnia Share Gaza (Rіdini), Shahuyuzhuyu svidkosti, Polyaguє энэ нь эмх замбараагүй халуун дамжуулан Shcho , Бөмбөгийг илүү хурдан нурж унах, бөмбөгийг хурдан унагахын тулд.
Хоёр бөмбөлөг хийн (радини) хоорондох дотоод үрэлтийн хүч нь дэд эрэмблэгдсэн байна Ньютоны хууль:
де h-динамик зуурамтгай чанар (наалдамхай чанар), d v/г х-хурдны өөрчлөлтийн хурдыг харуулсан хурдны градиент X,бөмбөлгүүдийн шулуун шугамд перпендикуляр, S -талбай Ф.
Хоёр бөмбөг өөр Ньютоны хуультай харилцан үйлчлэлцэх нь нэг цагийн дотор нэг бөмбөг нөгөө рүү импульс дамждаг процесс гэж үзэж болно, аль модуль нь илүү хүчтэй байдаг. Ижил виразыг зэрвэсхэн төсөөлж болно
де jp -урсгалын импульс- нэг цагийн дотор тэнхлэгийн эерэг чиглэлд шилждэг ижил импульсээр тодорхойлогддог утга. Xтэнхлэгт перпендикуляр нэг Майданаар дамжин X, -өргөн градиент. Хасах тэмдэг нь импульс нь хурдны өөрчлөлт рүү шууд шилждэг болохыг харуулж байна.
Температурын өөрчлөлтөөс үүсэх тархалтын өсөлтийн коэффициент:
Температур нэмэгдэхийн хэрээр дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг мөн нэмэгдүүлж болно.
Зуурамтгай байдлын коэффициентийн температурыг хадгалах нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй төстэй:
Термодинамикийн анхны хууль (эхний коб) (дулааны процесс дахь энерги хадгалагдах хууль). Термодинамикийн анхны кобыг хий дэх изопроцесс руу эхлүүлэх. адиабат процесс. Ривнянниа Пуассон. Политроп процесс.
Термодинамикийн анхны коб- термодинамикийн гурван үндсэн хуулийн нэг нь термодинамик системийн энерги хэмнэлтийн хууль юм.
.Нэг станцаас нөгөөд шилжих явцад системийн дотоод энергийн өөрчлөлт нь роботын хүчний илүү дэвшилтэт нийлбэр ба системд шилжсэн дулааны хэмжээ, ингэснээр түүнийг зөвхөн системийн тээрэм болон төгсгөлийн тээрэмд хуримтлуулах боломжтой. зөөхөөр нь хадгална. Өөрөөр хэлбэл, дотоод энерги нь функц болно. Цикл процесст дотоод энерги өөрчлөгддөггүй.
δ Q = δ А + dU, де dUє нь системийн дотоод энергийн сүүлчийн дифференциал ба δ Qболон δ Ає системд шилжсэн дулааны анхан шатны хэмжээ нь системээр хийгдэж болохуйц байдлаар хийгдсэн энгийн ажил.
Термодинамикийн анхны коб:
§ изобар процесст
§ изохорик процесст ( А = 0)
§ изотермийн процесст (Δ У = 0)
Энд - хийн масс, - хийн молийн масс, - тогтвортой хийн молийн дулаан багтаамж, - хийн даралт, эзэлхүүн, температур зөв, үүнээс гадна үлдсэн жигд байдал нь зөвхөн ... хамгийн тохиромжтой хий.
Ярианы хатуу байдал. zberіgati барилга тодорхойлогддог бааз, тэр хэлбэр obsyag. Хатуу биетийн атомууд өчүүхэн төдий нэгдлийг бий болгож, би идэвх зүтгэлтэй болно. Є сарлаг хол, і ойролцоо захиалга.
D. нь хий, ридина, хатуу биетүүдээс олдож болох бөгөөд үүнээс гадна тэдгээрт байдаг гуравдагч этгээдийн ярианы хэсгүүд бас тархаж болно. их тоосонцор, zvezhenyh хийн хи rіdіnі zdіysnyuєtsya zavdyakovu їhnіm brоnіvskomu ruh. Хамгийн түгээмэл D. нь хийд, ихэвчлэн ууланд, ихэвчлэн хатуу биетүүдэд байдаг бөгөөд энэ нь эдгээр орчин дахь хэсгүүдийн дулааны хэлбэлзлийн шинж чанараар тодорхойлогддог.
Хатуу биетэй. zberіgati барилга тодорхойлогддог бааз, тэр хэлбэр obsyag. Хатуу биетийн атомууд өчүүхэн төдий нэгдлийг бий болгож, би идэвх зүтгэлтэй болно. Є сарлаг хол, і ойролцоо захиалга.
Эх орон. Хэл ярианы хуаран хэдийгээр жижиг байж болох ч, ичимхий, гэрээ байгуулах нь сайн, сайн хэлбэрийг авахгүй байхыг эсэргүүцдэг. Эх орон нь шүүгчийн хэлбэрийг амархан дүүргэдэг, сарлагт тавьдаг. Рідини молекулуудын атомууд бусад атомуудаар хаагдсан тэнцүү хүмүүсийн хуарангийн ойролцоо тэнүүчилж, бусад сул газар дээгүүр үсэрдэг. Ойролцоо захиалга байхгүй.
Хий. garnoy stylistyu, vіdsutnіstyu zdatnostі zberіgati сарлагийн obsyag, би хэлбэр нь тодорхойлогддог бааз. Gaz pragne бүх obsyag эзэлж youmu өгч. Хийн атомууд эсвэл молекулууд чөлөөтэй хөдөлдөг бөгөөд тэдгээрийн хооронд тэдгээрийн хэмжээнээс илүү баялаг байдаг.
Плазм. Хэл ярианы нийт төлөвт ихэвчлэн zahrahovuetsya плазм нь атомын иончлолын агуу алхамаар хийд хатдаг. Бүх Света дахь барион ярианы дийлэнх нь (массын хувьд ойролцоогоор 99.9%) нь плазмын станцаас дахин худалдаж авдаг.
Гадаргуугийн хурцадмал байдлын илрэл. Гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент. Гидрофобик ба гидрофобик гадаргуу. Умовын гэрлийн тэнцүү дуслууд нь хатуу биетийн гадаргуу дээр байрладаг (хамгийн бага энергийн зарчим). Гадаргуугийн идэвхтэй яриа (PAR) ба тэдгээрийн түгжрэл.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь тэнцвэрт байдалд байрладаг хоёр фазын гадаргууг тусгаарлах термодинамик шинж чанар бөгөөд энэ нь оюун санааны хувьд хуваагдлын гадаргуугийн нэг талбайн урвуу изотермокинетик чийгшүүлэх ажлын үр дүнд тодорхойлогддог. , температур, системийн эзэлхүүн, бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн химийн потенциал.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь физик мэдрэмжийн нөлөөн дор байж болно - энерги (термодинамик) ба хүч (механик). Эрчим хүчний (термодинамик) тэмдэглэгээ: гадаргуугийн хурцадмал байдал - робот нь температурын оюун ухаанд зориулж їїсгэхийн тулд гадаргууг ихэсгэх шалтгаан юм. Хүчний (механик) зорилго: гадаргуугийн хурцадмал байдал нь шугамын гадаргуугийн хоорондох хилийн хувьд шугамын нэг шугам дээр байрлах хүч юм.
Гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент - 1 хавтгай дөрвөлжин метр тутамд гадаргуугийн талбайг изотермоор нэмэгдүүлэхэд шаардлагатай робот.
Гадаргуугийн хурцадмал байдлын коэффициент:
- температурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй өөрчлөлт;
- эгзэгтэй цэг дээр тэгтэй ойрхон;
-Хөдөө айлын дэргэд хэвтэх.
Hydrophobicity (Грек хэлнээс ὕδωρ - ус ба φόβος - айдас, айдас) - устай харьцахаас зайлсхийхийн тулд "прагне" гэх мэт молекулын физик хүч. Молекулыг заримдаа гидрофобик гэж нэрлэдэг.
Гидрофиль чанар (Грекээр ὕδωρ - ус ба φιλία - хайр) - гадаргуугийн дулааны устай молекулын харилцан үйлчлэлийн эрчмийн шинж чанар. Гидрофобик байдлын дарааллыг зөвхөн утас хүртэл харж болно, тэдгээрийн заримд нь гадаргуу дээр хүч байдаг.
Одоо бид хатуу биетийн гадаргуу дээр байрлуулсан rіdina дусал шиг үзэгдлүүдийг харж болно. Ийм байдлаар фазын хооронд хий-хатуу, хатуу-хатуу, хий-хатуу гэсэн гурван фаз байдаг. Дунд хэсгийн дуслуудын зан төлөвийг тухайн хэсгийн заасан хил дээрх гадаргуугийн хурцадмал байдлын утгууд (тэдгээрийн чөлөөт гадаргуугийн энергийн утгууд) тодорхойлно. Саваа ба хийн хоорондох зай дахь гадаргуугийн хурцадмал байдлын хүч нь бөмбөрцөг хэлбэртэй дуслыг өгөх прагматик юм. Энэ тохиолдолд хатуу биетийн хоорондын тархалтын гадаргуугийн хурцадмал байдал нь тухайн хатуу биетийн хийн хоорондын тархалтын гадаргуугийн хурцадмал байдлаас их байх ёстой. Энэ тохиолдолд ховор дуслыг бөмбөрцөгт татах үйл явц нь гадаргуугийн талбайн нэг цагийн өсөлттэй эх орны хатуу биеийг хуваах хооронд гадаргуугийн талбайн өөрчлөлтөд хүргэх ёстой. хий-радина хэлтсийн кордоны. Зүгээр л болгоомжтой байгаарай шээс ялгаруулахгүй байххатуу биетийн гадаргуу. Дуслуудын хэлбэр нь гадаргуугийн хурцадмал байдал ба таталцлын хүчний тэнцүү хүчнээс хамаарна. Хэрэв дусал том бол гадаргуу дээр гарч ирэх ба жижиг бол нум хэлбэрийг нугалах болно.
Өнгөц идэвхтэй яриа ( УУР) - химийн хавтан, сарлаг, фазын салангид гадаргуу дээр төвлөрч, гадаргуугийн хурцадмал байдлыг багасгахыг уриалж байна.
Түгжрэл ихтэй газрууд
Өөртөө анхаарал тавьж байгаарай. Гол zastosuvannya PAR - miyuchyh идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг болон цэвэрлэгээний zasobіv (халдваргүйжүүлэх zastosovuyutsya хүмүүсийн дунд), эрхэм, томилгоо, сав суулга, хувцас, үг хэлэх, машин болон іn дээр нүд байлгах.
Гоо сайхны бүтээгдэхүүн. Гоо сайхны бүтээгдэхүүн дэх PAR-ийн гол сонголт бол шампунь бөгөөд PAR нь ерөнхийдөө хэдэн арван мянган тамхинд хүрч чаддаг.
Нэхмэлийн үйлдвэр. STEAM-ийг ихэвчлэн синтетик даавууны утасн дахь статик цахилгааныг багасгахад ашигладаг.
Шкирян промисловист. Zakhist shkiryanikh virobіv vіd уушигны poshkodzhen тэр zlipannya.
Lakofarbova promislovіst. STEAM нь гадаргуугийн хурцадмал байдлыг багасгахад хэрэглэгддэг бөгөөд энэ нь барви материалыг obblyuvanny гадаргуу дээрх жижиг нүхэнд амархан нэвтэрч, өөр ярианы дуу чимээнээс (жишээлбэл, ус) тэдгээрийн ар тал руу нэвтрэх боломжийг олгодог.
Цаасан гар урлал. Vicory цаасыг боловсруулах явцад бэхний ёроолд болон чанасан целлюлозын STEAM-ийг хэрэглэнэ.
Металлурги. PAR эмульсийг газрын тосны цувимал тээрэмд зориулж хийдэг. Үрэлтийг багасгах. Vitrimuyut өндөр температур , үүний төлөө газрын тос шатдаг.
Захист Рослин. PAR нь агрономид өргөн хэрэглэгддэг ба хөдөө орон нутаг рууялалтын эмульсийг сайжруулах, мембраны ханаар дамжуулан амьд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ролин руу тээвэрлэх үр ашгийг нэмэгдүүлэх.
Харчовын амлалт. Амтлаг амтыг нөхөхийн тулд эмульгатор (жишээлбэл, лецитин) хэлбэрээр STEAM нэмнэ.
Нафтовидобуток. PAR нь газрын тосны нийлүүлэлтийг нэмэгдүүлэх аргын тусламжтайгаар тогтоцын чичиргээний ойролцоох бүсийг (PZP) гидрофобжуулах зорилгоор суурилуулсан.
Амьдрал. Хуванцаржуулагч гэж нэрлэгддэг STEAM нь цемент холих нийлбэр ба бетоныг нэмж, усны зарцуулалтыг өөрчлөхөд уян хатан чанарыг хэмнэх болно. Tse zbіshuє kіntsevu mіtsnіst (брэнд) хатуурсан материал, yogоshchіlnіst, morozostіykіst, vodoproniknіst.
Эм. Хагалгааны үед катион ба анионик PARs-ийг антисептик болгон ашигладаг.
Капиллярын илрэлүүд, бие махбодийн илрэлүүд, эргэлздэггүй, дунд хоорондын зайд өнгөц хурцадмал байдал нь томруулсан. K.I хүртэл. эх нутаг, хий, чийгтэй уурын хооронд байгаа муруй гадаргууг дуудаж, ховор дунд хэсэгт харагдах дуу чимээ гаргах.
Шээх нь хатуу биений гадаргуу эсвэл бусад дундаас дунд хүртэл дотикийг буруутгадаг үзэгдэл юм. Энэ нь гарч байна, zokrema, roztіkannі үед roztіkannі rіdini хатуу гадаргуу дээр, хий (уур) болон бусад rіdina холбоо, сүвэрхэг бие, нунтаг гоожиж, саваа гадаргуугийн муруйлт нь хатуу биетэй байсан.
Лаплас томъёо
Нимгэн нимгэн нулимахыг харцгаая, zavtovshki якой уурлаж болно. Өөрийн чөлөөт энергийг багасгах дасгал хий, хайлуулах нь ялгааг бий болгоно өөр өөр талууд. Энэ нь милийн чийдэнгийн шалтгааныг тайлбарлаж байна: хайлуулах нэмэлт. Энэ цэг дэх дундаж муруйлтын улмаас тунадасжих гадаргуугийн цэг дэх нэмэлт даралт ба өгөгдсөн Лаплас томъёо:
Энд Р 1,2 - цэгүүд дэх толгойн муруйлтын радиус. өмхий үнэр нь ижил шинж тэмдэг байж болно, муруйлт төвүүд цэг дээр цэгэн хавтгайн нэг талд хэвтэж байгаа мэт, өөр шинж тэмдэг - эсрэг талд байгаа юм шиг. Жишээлбэл, бөмбөрцгийн хувьд гадаргуугийн аль ч цэг дэх муруйлтын төвүүд бөмбөрцгийн төвийг тойрон хөдөлдөг тул
R 1 = R 2 = R
Радиустай дугуй цилиндрийн босоо гадаргуугийн хувьд Рмагадгүй
Буцах хүндэтгэл, ямар Δ ххайлуулах гадаргуу дээр тасалдалгүй функц байж болно, дараа нь нэг цэгт хайлуулах "эерэг" талыг сонгох нь орон нутгийн өвөрмөц байдлаар тодорхойлогддог. эерэг дугуйгадаргуу дээр dosit ойр її цэгүүд.
Лапласын томъёоноос харахад өргөн миль байдаг, нэлээд том хэлбэрийн хүрээ дээр сунаж, булцууг хангадаггүй, matima дундаж муруйлт нь сайн 0 байна.
Молекулын физик ба термодинамикийн сэдэв. Статистикийн физик ба термодинамик. MKTgas-ийн үндсэн заалтууд. Термодинамик ба статистикийн аргууд. Термодинамикийн гурван коб.
Молекулын физикЯнз бүрийн дүүргэгч тээрэм дэх биетүүдийн физик хүч нь тэдгээрийн микроскоп (молекул) амьдралын талаархи үзэл бодолд суурилдаг хуваагдсан физик.
термодинамик,Термодинамикийн олон талт байдлын станц дээр өөрчлөгдөж буй макроскопийн системийн хамгийн чухал хүч, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн хооронд шилжих үйл явцын тухай шинжлэх ухаан.
Статистик физик,Олон тооны ижил бөөмсөөс (молекул, атом, электрон, хамтдаа) үүссэн системүүдийн макроскопийн хүчийг эдгээр бөөмсийн хүч ба тэдгээрийн хоорондын харилцан үйлчлэлээр харуулах зорилготой хуваагдсан физик. тэд.
Молекул-кинетик онолБиеийн хүчийг гараар бий болгож, тэдгээрээс бие үүсдэг атом, молекул, ионуудын харилцан үйлчлэлээр тайлбарладаг тул үүнийг вчення гэж нэрлэдэг.
МХХТ-ийн суурь дээр худал хэлэх яриа гарна гурван байрлал, арьс нь нэмэлт анхааруулга, нотлох зорилгоор авчирсан (Браунивский Рух, тархалт болон бусад):
1.
яриа нь бөөмсөөс бүрддэг;
2.
бөөмс эмх замбараагүй нурж байна;
3.
бөөмс нэг нэгээрээ харилцан үйлчилдэг.
Мета молекул-кинетик онол нь макроскопийн биетүүдийн хүч ба тэдгээрт явагддаг дулааны үйл явцын тайлбар бөгөөд бүх бие нь доош унаж буй жижиг хэсгүүдээс тогтдог гэсэн нотолгоо юм.
Молекулын физикээр тусгагдсан процессууд нь молекулуудын нэлээд хэсгийг хавсарсан тарилгын үр дүн юм. Молекулуудын ихэнх хэсгийн зан үйлийн хуулиуд нь статистикийн хуулиуд болох нэмэлт тусламжаар төгсдөг. статистикийн арга. Суурийн энэхүү арга нь макроскопийн системийн хүчийг эцсийн дүн шинжилгээнд системийн хэсгүүдийн хүч, тэдгээрийн хөдөлгөөний онцлогоор тодорхойлдогт суурилдаг. дундажэдгээр хэсгүүдийн динамик шинж чанарын утгууд (хурд, энерги гэх мэт). Жишээлбэл, биеийн температур нь молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог боловч хэлбэлзэл нь өөр өөр цаг үед молекулуудын хэлбэлзэл нь өөр өөр байж болно, үүнийг зөвхөн өөрчлөлтийн дундаж утгаар илэрхийлж болно. молекулуудын хөдөлгөөний тухай.
Термодинамик нь эдгээр өөрчлөлтүүдийн үндэс болох микропроцессуудыг авч үздэггүй. Цим термодинамик аргастатистик байдлаар vіdrіznyaєtsya. Термодинамик нь сүүлийн үеийн өгөгдлүүдийн үр дүнд бий болсон үндсэн хуулиудын хоёр отолт дээр суурилдаг.
Термодинамикийн кобууд- Термодинамикийн үндэс болсон постулатуудын нийцтэй байдал. Эдгээр заалтыг шинжлэх ухааны судалгааны үр дүнд тогтоож, туршилтаар авчирсан. Термодинамикийг аксиоматаар өдөөж болохын тулд өмхий үнэрийн постулатуудыг хэрхэн хүлээн зөвшөөрдөг вэ?
Термодинамикийн эхэн үеийн хэрэгцээ нь термодинамик нь системийн макроскопийн параметрүүдийг тэдгээрийн микроскопийн өргөтгөлийн тусгай зөвшөөрөлгүйгээр дүрсэлдэгтэй холбоотой юм. Статистикийн физик нь дотоод бүтцийн тэжээлийг авч үздэг.
Термодинамикийн кобууд бие даасан байдаг тул тэдгээрийг бусад кобуудаас гаргаж авах боломжгүй.
Термодинамикийн анхны коб
Системээс авсан дулааны хэмжээ нь дотоод энерги болон эсрэг талын хүчний ажлыг өөрчлөхөд чиглэгддэг
Нэг станцаас нөгөөд шилжих явцад системийн дотоод энергийн өөрчлөлт нь ажлын хүчний илүү дэвшилтэт нийлбэр ба системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээ бөгөөд энэ шилжилтийн хэлбэрээс хамаардаггүй.
δ Q = δ А + dU , де dUє нь системийн дотоод энергийн сүүлчийн дифференциал ба δ Qболон δ Ає системд шилжсэн дулааны анхан шатны хэмжээ нь системээр хийгдэж болохуйц байдлаар хийгдсэн энгийн ажил.
Термодинамикийн өөр нэг коб
Термодинамикийн өөр нэг хууль нь өөр төрлийн мөнхийн хөдөлгөөнийг бий болгох боломжгүй болгодог.
1 - Клаусиусын постулат.Боломжгүй үйл явц бөгөөд цорын ганц үр дүн нь дулааныг хүйтэн биеэс халуун руу шилжүүлэх явдал юм
2 - Келвиний постулат.Дулааны савыг хөргөх ажлыг савлах цорын ганц үр дүн нь байж боломгүй дугуй хэлбэртэй процесс юм.
Термодинамикийн гурав дахь кобыг дараах байдлаар томъёолж болно.
Энтропийн өсөлт ( системд асуудалгүй ертөнц шиг)үнэмлэхүй тэг температурт систем хэчнээн чухал байсан ч хадгалагдах боломжгүй эцсийн хил хүртэл.
Термодинамикийн тэг коб (термодинамикийн халуун коб)
физик зарчим, энэ нь тууштай, тусгаарлагдсан системийн vreshti-resht-ийн cob тээрэмээс хамааралгүй, термодинамикийн тэгш байдал түүн дээр тогтоогдсон, мөн түүнчлэн термодинамик тэгшитгэх үед системийн бүх хэсгүүд ижил температуртай байх ёстой. Тим өөрөө було тэг коб нь үнэндээ орж, температурын талаархи ойлголтыг тодорхойлдог. Та тэг кобыг гурван хэмжээст хэлбэрт оруулж болно.
Якшо систем Асистемийн термодинамик тэнцвэрт байдалд байх Б, тэр нь, түүний гарт, системээс C, дараа нь систем А rіvnovazі z-д мэдэх C. Хэнд температур тэнцүү байна.
Статистикийн термодинамик- Razdіl статистик физик, scho хууль боловсруулах, dosvid TD утгууд дээр vimiryuvanim нь ярианы scho pov'yazuyut молекулын хүч.
БЗХӨ нь ижил чухал системүүдийн термодинамикийн хуулиудыг саатуулж, молекулын тогтмолуудын TD функцийг тооцоолохтой холбоотой юм. БЗХӨ нь таамаглал, постулат дээр суурилдаг.
Механикийн үүднээс авч үзвэл, STL дээр координат ба импульсийн дундаж утгууд, тэдгээрийн утгын харагдах импульсийг харгалзан үздэг. Макроскопийн системийн термодинамик хүчийг дундаж утгууд гэж үздэг vipadic утгуудөөрөөр ymovіrnostі өтгөрүүлэх шинж чанар.
Сонгодог БЗДХ (Максвелл, Больцманн), квант (Ферми, Дирак, Бозе, Эйнштейн) -ийг ялгах.
БЗДХ-ын гол таамаглал: системийг бүрдүүлдэг бөөмсийн молекулын хүч ба системийн макроскоп хүчний хооронд хоёрдмол утгагүй холбоо байдаг.
Чуулга нь том хэмжээтэй тул янз бүрийн микростануудад байдаг ижил төстэй TD системүүд хязгааргүй олон байж болно. Тогтмол энергитэй чуулга нь ижил хөдөлгөөнтэй бүх микростанцуудтай. Дундаж утгыг чуулгын дундаж утгаас өмнө маш их хугацааны интервалаар физикээр хэмждэг.
§ 1. Макростанд зориулсан микро-та. Термодинамик имовирнист (статик вага) ба энтропи. Больцманы томъёо. Өөр нэг TD хуулийн статистик шинж чанар
Макростаны тайлбарын хувьд цөөн тооны өөрчлөлт хийх шаардлагатай (ихэвчлэн 2). Микростаныг тайлбарлахын тулд тусгай хэсгүүдийн тодорхойлолтыг хийх ёстой бөгөөд үүнээс зургаан өөр хэсгүүдийг танилцуулсан арьс.
График дүрсийн хувьд микростан нь фазын орон зайгаар амархан бүрхэгдсэн байдаг. Ялгах - фазын орон зай (молекулууд) ба G-фазын орон зай (хий).
Микростанцуудын тооны төлөө Больцманн vikoristovuvav sposіb seredkіv, tobto. үе шат нь дунд хэсэгт хуваагддаг бөгөөд дунд хэсгийн үнэ цэнэ нь их байдаг тул бөөмсийг шүрших боломжтой боловч бүхэлд нь жижиг хэсгүүдэд байрлуулж болно.
Хэрэв та нэг микростаны хувьд нэг дунд хэсгийг өгдөг гэдгийг харгалзан үзвэл, хэрэв та дундах үүргээ бүхэлд нь хуваалцахыг хүсвэл бид микростаны тоог хасна.
Фазын орон зайг гурван дунд хэсэгт хуваасан нь хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц юм. Систем дэх бөөмсийн нийт тоо есөн байна. Нэг макростан: 7+1+1, нөгөө нь: 5+2+2, гуравдугаарт: 3+3+3 байг. Арьсан макростануудыг хэрэгжүүлэх боломжтой микростанцуудын тоо Porahuyemo. Энэ бол илүү сайн болох арга замуудын тоо юм. Больцманы статистикийг байнга санаж байдаг. дунд хэсгүүдийн хоорондох хэсгүүдийн солилцоо нь шинэ микростаныг өгдөг боловч макростан нь өөрөө орхигддог.
Хамгийн том микростанцуудыг системээр өгдөг бөгөөд тэдгээрт бөөмс нь бүх эзлэхүүнд жигд тархсан байдаг. Хамгийн сүүлийн үеийн станц нь системийн нэг хэсэгт бөөмс хуримтлагдаж байгааг хүлээн зөвшөөрч байна.
Хэрэв Авогадрогийн тоог хоёр дунд хэсэгт хуваавал бичил станцын тоо хамгийн чухал юм.
Стирлингийн томъёог ашиглая:
Нэг хэсэг нь хэн нэгний дунд үсрэх шиг бид анхаарлыг нь холдуулдаг.
Нэг системийг авч үзье Xтоосонцор. Намайг хүсье, Шоб. Розрахунок юуг харуулж байна X = 10 12 .
Системийг тэнцүү төлөвт шилжүүлэх ертөнцөд термодинамик хөдөлгөөн нэмэгдэж, энтропи нэмэгддэг. Отже,
Бид хоёр төвийн системийг авах функцийг харцгаая. Эхний vipad нь NA+0, нөгөө нь 0.5 + 0.5 байна. Температур тогтмол байна. Эхний станцаас дараагийнх руу шилжих - хийн изотермийн тэлэлт.
Згидно Больцманы томъёогоор,
Тиймээс Boltzmann postiyna гарч. Одоо бид Больцманы томъёог математикийн хувьд ашиглаж болно.
Хоёр системийг ав
Шинэ системийн энтропи илүү дэвшилтэт байсан ч гэсэн хоёр системээс бид гурав дахь системийг шийдэж чадна.
Хоёр бие даасан системийн хөдөлгөөнт байдал хэд дахин нэмэгддэг:
Функц нь логарифм байна:
Алентропи - тэлэлтийн утга, шаардлагатай пропорциональ коэффициент. Эйс бол Больцманы тогтмол юм.
Энд байгаа тэнхлэг нь тэгш байдлын цэг дэх хамгийн их энтропи нь үнэмлэхүй хууль биш, харин статистикийн нэг юм гэдгийг нялцгай шилжилт ба visnovok юм. Таны харж байгаагаар хэрэв бөөмс цөөн байвал термодинамикийн өөр хууль илүү тохиромжтой.
§ 2. Энергитэй молекулуудын задрал. Больцманы хууль
Системийн Н тоосонцор, . Молекулууд эрчим хүчээр хэрхэн хуваагддаг вэ? Молекулуудын тоо яаж энергитэй байх вэ?
Станц дахь энтропи нь хамгийн их утгатай тэнцүү байна:
Одоо бид илүү ихийг мэдэж байна:
Бид ялгааг мэддэг:
Ривниан (2) бие даагч бүх тоотой байдаггүй
Урсан хувьсагчдыг тойрон гарахын тулд бид ач холбогдолгүй Лагранж үржүүлэгчийн аргыг ашигладаг.
Эдгээрийг уринш өөрчлөлтийн коэффициентүүд тэгтэй тэнцүү байхаар сонгосон.
Сумын бие даасан Тоди решта гишүүд. Үлдсэн шүү, scho
Боломжит зардал багатай:
Санал болгосон:
Бид (3)-д төлөөлдөг:
Дахиад нэг үржүүлэгчээс салъя. Ur-e (6) логарифм, i дэд нийлбэрээр үржүүлсэн:
Ач холбогдолгүй Лагранжийн үржүүлэгч нь дуулагдах боломжтой болсон.
Үлдсэн тохиолдолд Больцманы хуулийг дараах байдлаар бичнэ.
Бид (8) утгуудыг төлөөлдөг
Чинник Больцманн
Өөрөөр хэлбэл, Больцманыг ингэж бичжээ.
Мэдээжийн хэрэг, үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт. сэрэх шугамууд дээр молекулууд байдаггүй. Тохиромжгүй температурт би бүгд ижил тэнцүү хэмжээгээр өссөн.
- Баазуудын ард нэг сум
§ 3. Молекулын лагерийн цаадах нийлбэр ба термодинамик хүч бүхий її холболт
Молекулын лагерийн ард эрх мэдэлтнүүд асар их мөнгөтэй байгаа нь тодорхой. Нэгдүгээрт, утга нь хязгааргүй бөгөөд үнэ цэнэ нь температур, бөөмийн тоо, системийн эзэлхүүнээс хамаарна. Мөн її молекулын масс хэлбэрээр хэвтэх боломжтой байдаг.
Дали баазын нийлбэр нь үнэмлэхүй утга биш бөгөөд яг үржүүлэгчээр тодорхойлогддог. Її ордын утга нь системийн энергитэй тэнцүү байна. Ихэнхдээ үнэмлэхүй тэг температурыг хамгийн бага квант тоо бүхий молекулын температур гэж авдаг.
Тээрмийн цаана байгаа хэмжээ нь температурын нэг хэвийн өсөлтийн функц юм.
Эрчим хүч нэмэгдэхийн хэрээр баазын цаадах мөнгөний хэмжээ нэмэгдэж байна.
Молекулын лагерийн ард байгаа нийлбэр нь үржүүлэх чадвартай. Молекулын энергийг дэвшилтэт ба дотоод молекулын энергийн нийлбэрээр илрүүлж болно. Зуслангийн хувьд Тоди сумыг ингэж бичнэ.
Та үүнийг дараах байдлаар хийж болно.
Цахим rivniv устгах шаардлагатай байна өндөр температур. Харьцангуй бага температуртай үед электроникийн задралын хувь нэмэр тэгтэй ойролцоо байна.
Цахим төлөвийн тэг riven
Бүх зүйлийг Борн-Оппенгеймерийн ойролцоо гэж нэрлэдэг.
Ижил дүнг дараах байдлаар сольж болно гэж бодъё.
Хэрэв энэ нь хоорондоо бараг ижил байвал:
Ривновын вирусын шинж чанар
Энэ бичгийн хэлбэрийг молекулын энергийн нийлбэр гэж нэрлэдэг.
Баазуудын цаадах нийлбэр нь системийн термодинамик хүчин чадалтай холбоотой байдаг.
Температурыг харцгаая:
Виразыг энтропи гэж авч явсан
Гельмгольцын энерги
Бид муу талыг мэднэ:
Энтальпи ба Гиббс энерги:
Дулааны багтаамжийн алдагдал:
Эхний ээлжинд бүх утгууд нь тэг энерги болж өсдөг, өөрөөр хэлбэл бүх ижил утгыг системд тооцдог бөгөөд та тэдгээрийг байнга санаж байдаг. Идеал хийд молекулууд нь ялгаатай биш юм.
§ 4. Гиббсийн каноник тархалт
Гиббс статистик эсвэл термодинамик чуулгын аргыг сурталчилсан. Чуулга - tse агуу, гэхдээ ямар ч зөрчил, ижил төстэй термодинамик системийн тоо, өөр өөр microstanes нь байдаг. Микроканоник чуулга нь тууштай байдлаар тодорхойлогддог. Каноник чуулга May Postiyni. Microcanonical чуулга нь Rozpodіl Boltsman buv vvedeniya,-ын каноник руу шилжинэ.
Термостат дахь систем дэх нэг микростаны үр ашиг гэж юу вэ?
Гиббс статистикийн ансамблийг ойлгодог. Харагдахуйц гайхалтай термостат, магадгүй шинэ чуулгад - гэхдээ өөр өөр микростаны системүүд. Аливээ М- Чуулга дахь системийн тоо. Зусланд би perebuyat системүүд.
Каноник чуулгад хэлтэрхийнүүд өөр өөр эрчим хүчээр хэрэгжиж, хажууд нь цэвэрлэгдэх, ижил энергийн хувьд хуучирсан, худал хэлэх нь өмхий.
Явцгаая є лагерь, системийн энерги ба її энтропи тэнцүү байна. Tsіy систем vіdpovіdaє microstanіv.
Helmholtz-ийн энерги нь бүхэл бүтэн чуулга болсон.
Хэрэв та дотоод энергийг энергитэй тэнцүүлэх юм бол
Todi ymovіrnіst нэг нь илүү үнэтэй болно
Ийм зэрэглэлд өөр өөр энергийн үнэ цэнэтэй umovirnosti нь системийн энергид оршдог боловч энэ нь өөр байж болно.
- Гиббсын каноник хэлтэс
- макростаны уян хатан байдал
|
§5
Системийн стансын ард байгаа хэмжээ
Функц нь систем болж, үржүүлэх чадвартай байж болно. Системийн энергийг нэг дор харуулахын тулд:
Нутагшсан бөөмсийн системийн холболт байсан нь тогтоогдсон. Орон нутгийн бус тоосонцоруудын бичил станцын тоо бага байх болно. Тоди:
Үржүүлэгч дэх Koristuyuschie хүч, otrimaemo:
§ 6. Зуслангийн ард байгаа дэвшилтэт нийлбэр.
Монатомын идеал хийн TD хүч
Монатомын идеал хийг авч үзье. Молекул нь орон зайд масс болон барилга хөдөлж чаддаг тул цэг хэлбэрээр ордог. Эрчим хүч нь ихэвчлэн үнэтэй байдаг:
Ийм хөдөлгөөн нь гурван агуулахыг харах эрчим хүчээр төсөөлж болох гурван түвшний эрх чөлөөтэй байж болно. Ruh uzdovzh координатыг харцгаая X.
Квант механикаас:
Ингэж дэвшүүлье.
