Макроскопическое свойство - система
Cтраница 2
Статистической физикой ( физической статистикой) называется раздел теоретической физики, в котором изучаются макроскопические свойства систем на основе молекулярно-кинетических представлений и методов математической статистики. [16]
Состояние термодинамической системы определяется совокупностью значений ее термодинамических параметров - всех физических величин, характеризующих макроскопические свойства системы и которые можно количественно установить экспериментально или вычислить по математической зависимости от таких физических величин, которые поддаются непосредственному изменению. Два состояния системы считаются разными, если для них численные значения хотя бы одного термодинамического параметра состояния неодинаковы. [17]
Если, сравнив состояние термодинамической системы в два различных момента времени, мы найдем различие в макроскопических свойствах системы, то можно утверждать, что за время между этими наблюдениями имел место процесс. [18]
Если синтез ВПС проводить в обратной последовательности, т.е. сначала получать жесткую сетку, а затем эластичную, то макроскопические свойства системы значительно изменяются. Действительно, сравнение рис. 8.6, на котором изображена морфология ВПС состава ПС / ПЭАБ с соотношением компонентов примерно 50 / 50 с рис. 8.2, позволяет сделать важный вывод о том, что первый компонент всегда образует стенки ячеек, а второй - содержимое ячеек. [20]
Если при постоянных внешних условиях неизменны не только параметры системы, но и отсутствуют какие-либо стационарные потоки вещества и энергии, так что макроскопические свойства системы, сравниваемые в два различных момента времени, одинаковы, то говорят, что система находится в состоянии термодинамического равновесия. [21]
Согласно принципу Больцмана, наиболее вероятное ( равновесное) состояние наиболее устойчиво, следовательно, степень отклонения от наиболее вероятной функции F, описывающей какое-либо макроскопическое свойство системы, является мерой ее неравновесности. Указанный выше подход был применен к моделированию экологической системы водоемов, в том числе и океанов и ряда социумов. В качестве F - функции анализировалась функция распределения биомассы живого вещества, которая, как оказалась, имеет пуассоновский характер для всех водоемов, без исключения. Удалось показать неравновесный - характер экосистемы Черного моря по сравнению с Мировым океаном и неравновесный характер экономики России. Аналогично проводилось исследование плазмохимических систем, действующих в области температур 1000 - 1500 К. [22]
Эта задача для квантованных систем решается с помощью того же статистического метода, который был изложен выше. Макроскопические свойства системы, состоящей из большого числа микрочастиц, получаются по-прежнему как средние, взятые по совокупности. Метод Гиббса и в данном случае позволяет вывести основные термодинамические уравнения для квантованных систем, так как, рассматривая эти системы, мы можем, как делали раньше, образовать из них статистические ансамбли и, следуя Гиббсу, в дальнейшем пользоваться методами, описанными ранее. Однако в связи со специфическими свойствами отдельных микрочастиц, рассмотренными в предыдущей главе, в наши прежние выводы следует ввести некоторые изменения, не вносящие, впрочем, нарушений общего метода. [23]
Особенность термодинамики состоит и в том, что она не рассматривает механизм процесса и его скорость. Используя макроскопические свойства систем, термодинамика устанавливает общие закономерности для систем в равновесном состоянии. [24]
Действительно, наиболее заметным макроскопическим свойством системы в критической точке является обращение сжимаемости в бесконечность: % т ( Тс) оо. Это означает, что при температуре, равной критической, интеграл в правой части (9.6.1) должен расходиться. Но, как мы знаем, для реалистичных потенциалов молекул с твердой сердцевиной функция va ( г) ведет себя на малых расстояниях регулярно; следовательно, мы приходим к выводу, что у va ( г; Тс) должен появляться очень длинный хвост, который и вызывает расходимость интеграла. Таким образом, в критической точке система характеризуется корреляциями с бесконечным радиусом, даже если взаимодействия имеют конечный радиус. Другими словами, в критической области каждая молекула испытывает влияние большого числа других молекул; такое влияние сказывается не прямым образом ( так как взаимодействия имеют конечный радиус), а через длинную цепочку соседних молекул, которые оказывают когерентное воздействие. [25]
Это касается, например, уравнения для полного приращения внутренней энергии системы, фундаментальных уравнений Гиббса, выражений для потока и производства энтропии, теплового потока в открытых и закрытых системах. Вторая глава охватывает собой важнейшие функциональные соотношения между макроскопическими свойствами системы, называемые термодинамическими уравнениями состояния. Их рассмотрение дано на примере однородных систем как наиболее простых объектов. В приложениях к непрерывным системам и непрерывным областям ( фазам) прерывных ( гетерогенных) систем эти уравнения используют в локальной форме. [26]
Задачей молекулярных теорий жидкости так же, как и теорий газов я твердых тел, является описание с удовлетворительной точностью структуры материальной системы и установление связи этой структуры со строением и другими свойствами атомов и молекул, из которых она образована. В эту задачу входит также получение количественных соотношений между макроскопическими свойствами системы и свойствами молекул и атомов. Эта задача была достаточно точно решена для газов, где молекулы движутся хаотически и движение каждой молекулы в течение достаточно долгого времени можно считать не зависимым от движения других молекул, а также для твердых кристаллических тел, в которых, за редким исключением, частицы расположены в строгом порядке. Однако в жидкости не соблюдается ни одно из этих условий, упрощающих изучение ее свойств ( для жидкостей не существует таких предельных моделей, как идеальный газ или совершенный кристалл); таким образом, теории, касающиеся структуры жидкостей, гораздо сложнее, а получаемые из них результаты далеко не столь удовлетворительны, как в случае газов и кристаллов. [27]
Каждому резервуару и связанному с ним термодинамическому потенциалу соответствует статистико-механический ансамбль. Эти ансамбли являются воображаемыми совокупностями подсистем, каждая из которых воспроизводит макроскопические свойства системы. Микроскопические свойства системы, например, звезды, в обшем случае различны у отдельных членов системы. [28]
Аналогичная ситуация имеет место и для других равновесных и неравновесных макроскопических параметров. Таким образом, если удается вычислить функции FI и F2, то можно определить все макроскопические свойства системы многих частиц. [29]
Опыт показывает, что всякая макроскопическая изолированная система ( в том числе и идеальный газ) с течением времени приходит в состояние термодинамического равновесия и самопроизвольно из этого состояния выйти не может. Состояние термодинамического равновесия характеризуется тем, что в системе прекращаются всякие макроскопические изменения и каждый параметр, определяющий то или иное макроскопическое свойство системы, имеет постоянное во времени значение. [30]
Страницы: 1 2 3 4