Любая макроскопическая система
Cтраница 1
Любая макроскопическая система состоит из очень большого числа частиц. К такой системе применимы законы теории вероятности. Если с этих позиций подходить к рассмотрению естественных процессов, то легко убедиться, что любой самопроизвольный процесс протекает в направлении, при котором система переходит из менее вероятного состояния в более вероятное. Этот вывод может также служить одной из формулировок второго закона термодинамики. Статистический характер второго закона термодинамики был раскрыт во второй половине XIX в. [1]
Любая макроскопическая система состоит из очень большого числа молекул и атомов. [2]
Любая макроскопическая система органических веществ при температурах около абсолютного нуля состоит из огромного числа молекул, постоянно испытывающих очень сложные ядерные движения. Аналогично эмпирическая оценка параметров одной реакции может быть употреблена для сравнения и предсказания скорости других реакций даже без знания подробностей форм ядерных движений или типов столкновений, необходимых для возникновения и протекания реакции. Однако при определении термодинамических величин важны все молекулярные движения. При учете этих движений возможен теоретический расчет свойств простых молекул. Полного понимания влияния строения на реакционную способность нельзя ожидать до тех пор, пока в эмпирических параметрах скоростей не известны статистические составляющие молекулярных движений и столкновений. Сложность органических молекул чрезвычайно затрудняет решение такой задачи, и достижения в этой области пока незначительны. Дальнейшее количественное развитие возможно на основе некоторых соображений качественного характера о влиянии молекулярных движений на реакционную способность, что и рассматривается в данной главе. [3]
Поведение любой макроскопической системы подчиняется нескольким фундаментальным принципам, на которых основана термодинамика - наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем и происходящих в них процессах. [4]
Для любой макроскопической системы выполняются приближенные соотношения (7.7) и (7.8) с точностью, превышающей любые практические потребности. [5]
Первый из них для любой макроскопической системы, имеющей большое число степеней свободы, быстро растет при увеличении энергии. Напротив, второй - экспоненциальный - множитель быстро убывает с ростом энергии. [6]
Представление о неограниченной применимости классической термодинамики к любым макроскопическим системам опирается на повседневный земной макроскопический опыт. [7]
 |
Свободные энтальпии стандартного состояния.| Строение активного комплекса в растворах. Возможная структура ядра А для реакций алкоголиза пара-замещенных бензоилхлоридов. [8] |
Уравнение (V.61) есть общее соотношение, справедливое для любых макроскопических систем, независимо от того, идут в них реакции или нет. [9]
Согласно термодинамической концепции все основные постулаты термодинамики, перечисленные в § 1, должны выполняться для любых макроскопических систем. Нарушение некоторых из этих постулатов, например закона возрастания энтропии, возможно лишь для весьма малых систем, содержащих небольшое число молекул, для которых лишь и возможны заметные относительные флуктуации. Следовательно, в любых макроскопических, адиабатически изолированных объектах энтропия может только возрастать или, достигнув максимального значения, оставаться неизменной. Иначе говоря, все макроскопические необратимые процессы протекают так, что с течением времени, отсчитываемом в одном и том же направлении, все макроскопические системы переходят от состояний менее равновесных к состояниям более равновесным. Противоположно направленные во времени макроскопические процессы исключаются термодинамической концепцией. [10]
Физические свойства систем, состоящих из большого числа частиц ( атомов и молекул), составляют предмет изу - чения молекулярной физики и термодинамики. Любая макроскопическая система содержит огромное число частиц. Например, всего 1 см3 воздуха при нормальных условиях содержит 2 7 - Ю19 молекул. Но такая детальная информация о рассматриваемой системе нам и не нужна. [11]
Физические свойства систем, состоящих из большого числа частиц ( атомов и молекул), составляют предмет изучения молекулярной физики и термодинамики. Любая макроскопическая система содержит огромное число частиц, например всего 1 см3 воздуха при нормальных условиях содержит 2 7 1019 молекул. Но такая детальная информация о рассматриваемой системе нам и не нужна. Для рассмотрения очень многих вопросов нам достаточно знать не поведение отдельных молекул, а только макроскопические параметры, характеризующие состояние всей системы. Такими параметрами являются, например, объем системы, ее масса, полная энергия. Если система находится в состоянии равновесия, то она характеризуется еще и такими параметрами, как давление и температура. Задача молекулярно-кинетической теории или статистической механики состоит в том, чтобы установить связь макроскопических параметров системы со средними значениями микроскопических величин и дать способ вычисления этих средних значений на основе законов движения отдельных частиц. [12]
Физические свойства систем, состоящих из большого числа частиц ( атомов и молекул), составляют предмет изучения молекулярной физики и термодинамики. Любая макроскопическая система содержит огромное число частиц. Например, всего 1 см воздуха при нормальных условиях содержит 2 7 - Ю1 молекул. Но такая детальная информация о рассматриваемой системе нам и не нужна. [13]
Как первый, так и второй из рассмотренных выше возможных случаев динамических систем не запрещается классической или квантовой механикой. Однако в статистической физике такие системы игнорируются. Они фактически негласно запрещаются как противоречащие классической термодинамике, которую принято считать ненарушающейся для любых макроскопических систем. [14]
Так как энергия данной частицы зависит от координат других частиц, частицы реальной системы нельзя считать статистически независимыми, и задача не может быть сведена к рассмотрению статистики в - пространстве. III, § 1), макроскопическую систему в целом всегда можно рассматривать как статистически поскольку энергия взаимодействия макроскопической с окружением пренебрежимо мала по сравнению с полной системы. Получены общие статистические формулы, справедливые для любой макроскопической системы ( гл. Очевидно, непосредственный расчет статистического интеграла для макроскопической системы ( кратность интеграла порядка 1023) практически неосуществим и назначение теории реальных систем состоит в том, чтобы найти способы математически упростить задачу, учитывая общие свойства функции Н ( р, q), а также специфику рассматриваемой системы и привлекая определенные физические модели. [15]
Страницы: 1 2