Cтраница 4
& ким образом, даже для простейшего ПО внутреннему строению макротела - сильно разреженного газа, который мы рассматривали выше, теоретически неверно пытаться объяснить все свойства макротел, исходя только из строения их отдельных частиц, как это часто пытаются делать в химии, объясняя или предсказывая свойства веществ на основа-нии тех или других особенностей строения составляющих их частиц. Следует сказать, что отмеченные выше некорректность подобных попыток объяснения и предсказания свойств макротел дает совершенно различную степень неточности для различных свойств макротел. Применяя статистические законы к описанию свойств макротел, можно установить, что не-которые их свойства, вычисленные с применением статистических законов, в конечном счете можно приближенно свести к свойствам отдельных частиц, например представить в виде суммы соответствующих свойств отдельных частиц. Другие свойства, например термическую стабильность вещества, состоящего из определенных частиц, совершенно невозможно объяснить или предсказать в общем случае, исходя только из строения отдельных его частиц. [46]
Применяя статистический метод, мы не можем предсказать поведение отдельного индивидуума совокупности. Если наши статистические законы говорят нам, что одна треть частицимеет скорость между 1000 и 1100 метрами в секунду, то это означает, что, повторяя наблюдения над многими частицами, мы действительно получим в среднем этот результат, или, иными словами, это означает, что вероятность нахождения частицы со скоростью внутри этого интервала равна одной трети. [47]
В данном случае с помощью признака ks получается дискретное описание, тогда как параметр Х / дает непрерывное описание. Отметим, что при непрерывном описании обычно требуется значительно больший объем предварительной информации, но описание получается более точным. Если, однако, известны статистические законы распределения параметра, то необходимый объем предварительной информации сокращается. [48]
Действительно, множество отдельных элементарных физических процессов типа иллюстрируемых на рис. 1.13 и 1.14 происходит одновременно. Их нельзя разделить, так как поведение в реакции отдельных молекул пока еще невозможно проследить экспериментально. Важную роль в понимании этих процессов играют статистические законы, определяющие вероятности протекания различных элементарных стадий. Прежде чем обсуждать эти законы ( разд. [49]
Кинетическая и потенциальная энергии вращательного и колебательного движения молекул подчиняются аналогичным закономерностям. Поскольку для данной температуры энергия отдельной молекулы существенно отличается от средней энергии W, то понятие температуры является статистическим и применимо только к объемам, содержащим очень большое число молекул. В пространстве, где имеется значительное разрежение, статистические законы не применимы. [50]
Одни молекулы обладают большим запасом энергии того или другого вида, другие - меньшим. Следовательно, так же разнообразны значения других величин, характеризующих состояния движения отдельных молекул вещества. Чтобы понять свойства вещества, и его химическое поведение, необходимо принимать во внимание те статистические законы, которые лежат в основе тепловых движений частиц и внутренних движений в каждой молекуле-законы, играющие существенную роль в процессе перехода тепловой энергии во внутреннюю энергию частиц и обратно. [51]
В основе этого подхода лежит фундаментальное положение о том, что внутренняя энергия газа сводится к кинетической энергии движения его молекул. Однако движения отдельных молекул не могут быть вычислены и, следовательно, их следует рассматривать, основываясь на изучении поведения всего коллектива частиц. Мы не можем следить за поведением отдельных молекул вследствие их большого числа, высоких скоростей движения и постоянной смены направлений движения, однако именно эти факторы позволяют применить статистические законы и получить результаты, значительно приближающиеся к реальности. Таким образом, основой применения статистических законов к изучению теплового движения, а следовательно, и природы теплоты является представление о молекулярном ( или атомном) хаосе. На основе угого представления можно полагать, что, разделив весь объем газа на большое число элементарных объемов ( которые тем не менее велики в сравнении с размерами отдельных молекул), мы придем к заключению об инвариантности числа молекул в каждом из них, поскольку число входящих в данный объем молекул практически равно числу выходящих, а распределение молекул по скоростям однородно внутри каждого элементарного объема и не меняется при переходе от одного к другому. [52]