Cтраница 4
Необходимо подчеркнуть, что все свойства газов до и после смешения остались неизменными, поскольку они состоят из тождественных молекул и находятся при равных условиях; с физической точки зрения процесс состоит только в удалении перегородки, поэтому энтропия, характеризующая свойства газов, а не перегородки, не должна была измениться, а она изменилась. Разъяснение этого парадокса дано самим Гиббсом, но уже гораздо позже. Фазовые ячейки первого вида могут отличаться как энергией, так и номером ( если можно так выразиться) находящихся в них молекул. Смысл этого утверждения состоит в том, что микросостояния газа, образованные различными ( хотя и тождественными по своим свойствам) молекулами, считаются различными. Гиббс называет их фазами ( микросостояниями) вида. Микросостояния ( фазы) второго типа считаются отличными только в том случае, если они различаются по своему положению в фазовом пространстве, то есть по числу молекул в различных энергетических сочетаниях. Фазы, имеющие одну и ту же энергию, являются одинаковыми, независимо от того, какими молекулами они осуществляются. Эти фазы ( микросостояния) Гиббс называет родовыми. При опыте, приводящем к парадоксу Гиббса, фазы вида могут измениться, так как при смешении газов в микросостояния, занятые Молекулами из одной половины объема, могут попасть молекулы из другой половины, но фазы рода не изменятся, так как их число не зависит от того, какие молекулы в них находятся, а общее число молекул в обоих смешиваемых объемах до и после смешения не изменяется. Следовательно, изменение энтропии при смешении двух порций одного и того же газа обусловлено применением не отражающего свойств реального мира понятия видовой фазы. Из сказанного ясно, что нельзя рассматривать обмен молекулами между различными микросостояниями с одной и той же энергией как физический процесс. Если неравенство энтропии до удаления перегородки и после ее удаления действительно происходит от применения понятия фазы вида, то есть от рассмотрения обмена мест между двумя тождественными молекулами как некоторого физического события, то выражение для энтропии, полученное нами из статистики Максвелла - Боль-цмана, должно приводить к столь же неправильным результатам, как и термодинамическое выражение для энтропии идеального газа. [46]