Cтраница 2
Термодинамика может быть построена либо на феноменологической основе, либо на статистической основе, в соответствии с чем проводится различие между феноменологической и статистической термодинамикой. Первая построена на использовании только непосредственных данных о свойствах макроскопических тел ( опытного или теоретического происхождения), вторая - на определении свойств макроскопических тел как статистически усредненных проявлений движений образующих их атомов и молекул. Обычно под термодинамикой понимается феноменологическая термодинамика. [16]
Последовательное истолкование любых свойств макроскопических тел, в том числе их термодинамических свойств, на основе атомно-молекулярной теории строения материи дается в статистической физике, которая является связующим звеном между физикой микромира и физикой макромира. Основная идея статистической физики состоит в том, что все свойства макроскопических тел в ней рассматриваются как результат статистического усреднения соответствующих характеристик движения микрочастиц, образующих макроскопическое тело. Наиболее общий метод статистической трактовки свойств макроскопических тел был дан Гиббсом. В принципе метод Гиббса позволяет ставить вопрос об определении термодинамических свойств любых макроскопических тел на основе достаточно полных данных об их микроструктуре и характере возможных состояний микрочастиц. [17]
Третье толкование означает незыблемость классической физики. Предполагается, что удивительные свойства микрочастиц в принципе совпадают со свойствами макроскопических тел. Никакой свободы воли у электрона нет, его поведение диктуется причинностью в обычном понимании этого слова. Просто мы пока еще не знаем тех скрытых параметров, нахождение которых поставит все на свое место и излечит квантовую механику от ее сумасшествия. [18]
Координаты и импульс были введены в классической физике для характеристики движения обычных тел. Применяя эти понятия к микрочастицам, мы тем самым приписываем им свойства макроскопических тел. [19]
Координаты и импульс были введены в классической физике для характеристики движения обычных тел. Применяя эти понятия к микрочастицам, мы тем самым приписываем им свойства макроскопических тел. Экспериментальные же данные показывают, что эти классические представления неприменимы в микромире, или применимы с некоторыми ограничениями. [20]
Многочисленные и разнообразные эксперименты показали, что свойства квантовомеханических систем фундаментальным образом отличаются от свойств обычных макроскопических тел. В первую очередь необходимо отметить четыре важные особенности квантовомеханических систем. [21]
Механика Ньютона, теория упругости, аэродинамика, термодинамика и электродинамика составляют содержание так называемой классической физики, которая изучает явления, происходящие с телами, содержащими громадное количество атомов к имеющими, следовательно, макроскопические размеры. Эти разделы теоретической физики были созданы в результате обобщения опытных данных, относящихся к изучению свойств макроскопических тел, их взаимодействий и перемещений в пространстве. Создание перечисленных выше разделов теоретической, физики в основном было закончено к началу 20-го столетия. [22]
Механика Ньютона, теория упругости, аэродинамика, термодинамика и электродинамика составляют содержание так называемой классической физики, которая изучает явления, происходящие с телами, содержащими громадное количество атомов и имеющими, следовательно, макроскопические размеры. Зги разделы теоретической физики были созданы в результате обобщения опытных данных, относящихся к изучению свойств макроскопических тел, их взаимодействий и перемещений в пространстве. Создание перечисленных выше разделов теоретической физики в основном было закончено к началу 20-го столетия. [23]
Согласно этой теории давление р является результатом ударов молекул об ограничивающие тело поверхности. Таким образом, с молекулярно-кинети-ческой точки зрения давление р, равно как и температура Т, являются статистическими величинами, характеризующими свойства макроскопических тел. [24]
Термодинамика может быть построена либо на феноменологической основе, либо на статистической основе, в соответствии с чем проводится различие между феноменологической и статистической термодинамикой. Первая построена на использовании только непосредственных данных о свойствах макроскопических тел ( опытного или теоретического происхождения), вторая - на определении свойств макроскопических тел как статистически усредненных проявлений движений образующих их атомов и молекул. Обычно под термодинамикой понимается феноменологическая термодинамика. [25]
Параметры Т, v и р характеризуют свойства совокупности огромного числа молекул; поэтому они являются статистическими величинами. Те величины, которые определяются статистическими закономерностями свойств веществ, называются термодинамическими или макроскопическими величинами, поскольку они характеризуют, как указывалось выше, свойства макроскопических тел, состоящих всегда из огромного количества частиц. Для отдельных молекул термодинамические величины и уравнения, связывающие их, смысла не имеют. [26]
Достигнув состояния однородности в распределении по микрочастицам различных их свойств, макроскопическое тело в дальнейшем практически неограниченно долго способно пребывать в этом состоянии, если извне на него не будет оказываться никакого воздействия. Это важное свойство макроскопических тел, которое может быть названо свойством самоненарушимости термодинамического равновесия, обеспечивается грандиозностью числа микрочастиц, образующих такие тела. В термодинамике это свойство макроскопических тел возводится в принцип, согласно которому самопроизвольные нарушения термодинамического равновесия макроскопическими телами считаются исключенными. Практически в подавляющем большинстве случаев этот принцип выполняется с большой точностью, чем и оправдывается его использование в термодинамике. Но при этом следует помнить, что он не является абсолютно строгим законом природы, и теоретически мыслимо, что если макроскопическое тело находится достаточно долго в состоянии термодинамического равновесия, то не исключен его кратковременный самопроизвольный выход из состояния термодинамического равновесия, поскольку такое состояние является относительным и динамическим, а не абсолютным и статическим. Возможны также особые условия, когда случаи самопроизвольного выхода макротела из состояния термодинамического равновесия ( флуктуации) оказываются практически вполне реальными и могут наблюдаться по свечению и другим явлениям. [27]
Последовательное истолкование любых свойств макроскопических тел, в том числе их термодинамических свойств, на основе атомно-молекулярной теории строения материи дается в статистической физике, которая является связующим звеном между физикой микромира и физикой макромира. Основная идея статистической физики состоит в том, что все свойства макроскопических тел в ней рассматриваются как результат статистического усреднения соответствующих характеристик движения микрочастиц, образующих макроскопическое тело. Наиболее общий метод статистической трактовки свойств макроскопических тел был дан Гиббсом. В принципе метод Гиббса позволяет ставить вопрос об определении термодинамических свойств любых макроскопических тел на основе достаточно полных данных об их микроструктуре и характере возможных состояний микрочастиц. [28]
Однако в разное время под объяснением понимали разное. Сейчас, если речь идет об объяснении ( понимании) какого-либо свойства макроскопического тела, оно обычно строится следующим образом: прежде всего выясняют, из каких микроскопических частиц состоит тело и как они движутся, а затем устанавливают, какое конкретное движение частиц соответствует интересующему нас свойству. Не должен вызвать удивления тот факт, что для объяснения разных свойств тел приходится по-разному углубляться в строение вещества. Свойство диктует необходимую глубину проникновения и тем самым определяет, какие частицы могут быть приняты за структурные единицы тела. Этим определяется выбор тех частиц, которые называют в ответ на вопрос: Из чего состоит данное тело. [29]
Исходным образом классической механики является материальная точка, которая движется по определенной траектории. Последняя задается начальными условиями и силой, действующей на материальную точку. Открытие атомной структуры вещества, казалось бы, материализовало этот основной образ классической механики: материальные точки - это атомы, электроны, протоны, словом, те частицы, которые следует считать элементарными при рассмотрении того или иного движения. Исходя из такой концепции, свойства макроскопических тел должны быть поняты как свойства совокупности частиц ( материальных точек), взаимодействующих между собой и движущихся по определенным траекториям. Механика материальных точек не может быть построена, если не известны силы взаимодействия между ними. [30]