Микроскопическое состояние - система
Cтраница 2
Задача статистической физики заключается в раскрытии статистических закономерностей, характеризующих совокупность случайных значений молекулярных параметров ( микроскопическое состояние системы), и в установлении связи между микросостояниями системы и ее макроскопическим состоянием. [16]
Такая информация о системе, однако, не всегда доступна. Весьма часто, а когда речь идет о системах многих тел, практически всегда, мы знаем микроскопическое состояние системы лишь частично. [17]
Тем не менее, для занимающей нас главной задачи обоснования статистики мы вынуждены отвергнуть рассматриваемую точку зрения, связанную с представлением о возмущающем действии внешней среды. Дело в том, что при заданном состоянии среды, точнее говоря, при заданном законе изменения внешних сил со временем и при данном начальном микроскопическом состоянии системы мы получим траекторию, которая будет полностью определена. В частности, только при этом условии будет происходить упомянутое размазывание паутинообразной области ( АГ0) по всей покрываемой ею части поверхности заданной энергии: при заданном законе изменения внешних сил со временем потоки в фазовом пространстве подчиняются теореме Лиувилля. С точки зрения теории влияния внешней среды, можно было бы даже предположить, что начальные микросостояния рассматриваемой системы вообще не подчиняются определенным вероятностным законам распределения в заданной области ДГ0, а могут быть любыми. Тогда понятие вероятности для распределения начальных микросостояний вообще может быть не определено. Например, начальные микросостояния могут всегда совпадать с одной и той же точкой фазового пространства. Но зато необходимо предположить, что существует соответствующий ( может быть, зависящий от этой точки фазового пространства) г гарантирующий выполнение законов статистики закон распределения состояний ( иначе говоря, действий) внешней среды. Лишь ценой этого нового, также нуждающегося в обосновании, предположения возможно удастся объяснить наличие законов статистической механики при многократном повторении опытов над данной системой. [18]
При выводе уравнения ( 22г) используется фундаментальный постулат статистической термодинамики, предложенный Больцманом и гласящий, что энтропия системы есть функция ее вероятности, S f ( W), где W - вероятность. Имея в виду природу S и W, можно заключить, что они связаны логарифмической зависимостью, а далее принимается, что W может быть отождествлена с числом микроскопических состояний системы О. [19]
Выше рассмотрен вопрос об изменении информации в коррозионном процессе. Установлено, что между информацией и энтропией коррозионной системы существует определенная связь, несмотря на то, что энтропия выражает макроскопическое состояние коррозионной пары, а информация говорит о ее функционировании с точки зрения микроскопического состояния системы. Эти исходные теоретические предпосылки позволяют перейти к решению чисто технической задачи - определению информативных свойств коррозионной каверны. [20]
К ним относится, например, разложение молекулы на несколько молекул. Число микроскопических состояний системы, связанных с данным микроскопическим состоянием, растет. [21]
Энтропия связана функциональной зависимостью с энергией системы. Таким образом, энтропия является количественной мерой неопределенности микроскопического состояния системы, или мерой хаотичности движения микрочастиц. [22]
 |
Взаимодействие, осуществляющее работу и теплообмен в бесконечно малом нециклическом процессе. [23] |
По определению, циклический процесс должен завершаться в том же состоянии, из которого он начинался. Если начальное состояние не было устойчивым, то для завершения циклического процесса и возвращения системы в исходное состояние необходимо иметь микроскопически детальную информацию о начальном состоянии. Однако в термодинамике равновесных процессов вещество рассматривается как некий континуум, и установить точное микроскопическое состояние системы в любой момент времени невозможно. [24]
Речь идет об экзотермических реакциях, протекающих с возрастанием энтропии. Эти реакции протекают спонтанно. К ним относится, например, разложение молекулы на несколько молекул. Число микроскопических состояний системы, связанных с данным макроскопическим состоянием, растет. [25]
Исследуем теперь, как законы статистической механики относятся к обращению времени. Статистическая механика утверждает, что если система в некоторый начальный момент времени была отклонена от статистического равновесия, то в подавляющем большинстве случаев она в дальнейшем будет приближаться к равновесию. Система же, находящаяся в равновесии при неизменных внешних условиях, так и останется в равновесии, какие бы воображаемые изменения знака времени ни производились в уравнениях механики, описывающих детальное, микроскопическое состояние системы. Поэтому может показаться, что возникла парадоксальная ситуация: законы статистики, по виду неинвариантные относительно обращения времени, выведены из уравнений механики. [26]
Задача о расчете констант скорости различных процессов может быть разделена на две нопависимые части - динамическую и статистическую. Это разделение основано на том факте, что продолжительность столкновения двух молекул ( 10 - 12 - 10 - 18 сек. Поэтому можно выбрать такой интервал времени, который мал по сравнению со временем между столкновениями, но намного превосходит длительность одного столкновения. В течение этого времени систему двух сталкивающихся молекул можно считать изолированной от всех остальных частиц и описывать ее состояние уравнениями механики, в которых учитываются степени свободы только этих молекул. При таком подходе влияние всех остальных молекул проявляется только через начальные условия, определяющие состояние молекул до столкновения. Решение задачи механики ( классической или квантовой), заключающейся в вычислении вероятности переходов между микроскопическими состояниями системы сталкивающихся молекул, завершает первую часть расчета. [27]
Страницы: 1 2