Cтраница 2
Если в системе установилось максвелловское распределение скоростей поступательного движения частиц, то с позиций классической статистической механики ее температура определена. Следовательно, с этой точки зрения гипотеза о локальном равновесии справедлива для промежутков времени, превышающих время установления максвелловского распределения скоростей. Иными словами, представление о локальном равновесии можно использовать для описания таких неравновесных процессов, протекание которых не нарушает существенно максвелловского распределения скоростей. [16]
Раньше других были открыты и изучены колебания ограниченной плазмы, которые зависят от существования колебательных слоев в плазме вблизи окружающих ее электродов. Колебательные слои в плазме были открыты в связи с так называемым парадоксом Ленг-мюра ( так назвал возникающее явление Габор), состоящем в сильном рассеянии электронов пучка ( наличие электронов с большими скоростями) и их максвеллизация ( установление максвелловского распределения по скоростям) в положительном столбе газового разряда. Ни столкновения, ни кулоновские силы не могут обеспечить столь сильный обмен энергией между электронами, который приводил бы к этим явлениям. Оказалось, что эти явления связаны с существованием больших градиентов потенциала в колеблющихся слоях плазмы. [17]
Важной особенностью этого этапа является сильная неравновесность функций распределения по скоростям. Приобретенная молекулами метана энергия не успевает перераспределиться между высокоэнергетическим крылом и остальной частью функции распределения. Иными словами, процесс установления максвелловского распределения внутри обоих газов протекает с меньшей скоростью, чем процесс передачи энергии молекулам метана от молекул аргона. Такая явно выраженная неадиабатичность присуща процессу максвеллизации вплоть до момента t та 3 тг. [18]
Способы расчета периодов полупревращения в других случаях описаны в курсах химической кинетики. Здесь рассматриваются те коллективные и неколлективные процессы, характеристические времена т которых по порядку величины равны или больше того времени тм, за которое устанавливается распределение Максвелла в макроскопических элементах объема системы, если оно было нарушено. В жидкостях при 300 К время TM, требующееся для установления максвелловского распределения скоростей молекул, составляет около 10 - - 13 с. [19]
В отличие, например, от молекулярных систем, где энергия испарения может превышать среднюю энергию частиц во сколько угодно раз, в гравитационной системе конечная доля звезд ( порядка процента) при мак-свелловском распределении имеет кинетическую энергию, превышающую энергию связи, или энергию испарения. Эти звезды не могут удерживаться системой и покидают ее. Система оказывается, таким образом, лишенной высокоэнергичных своих членов, а стремление к установлению максвелловского распределения приводит все время к появлению новых быстрых звезд, так что испарение звезд из системы происходит непрерывно. [20]
При расширении газа в пустоту начальное состояние, когда газ занимает часть предоставленного ему объема, является в значительной мере упорядоченным, в то время как конечное состояние теплового равновесия, когда газ равномерно распределен по всему объему сосуда, является совершенно неупорядоченным. Другой пример - направленный пучок молекул газа, входящий в откачанный сосуд. Установление равновесного максвелловского распределения молекул по скоростям представляет собой необратимый процесс перехода системы из упорядоченного состояния, когда все молекулы имеют почти одинаковые по величине и направлению скорости, в конечное состояние, характеризующееся полной хаотичностью движения молекул. [21]