Казахского государственного женского педагогического университета
жүктеу/скачать 6,41 Mb. Pdf көрінісі
|
| kT
U n n kT dU n d n dn exp , ln 0 . (2.4) Здесь, путем замены плотности газа вероятностями найти молекулы в определенном энергетическом состоянии U , можно получить: kT U e P ~ или , ln T U P k отсюда T U P k 1 ln , (2.5) где W P 1 число равновероятных микросостояний в состоянии термодинамического равновесия. С учетом этого формула (2.5) принимает следующий вид: T U W k ln , который показывает, что термодинамическая энтропия по Клаузиусу совпадает с физической энтропией. Это позволяет понять, почему в состоянии термодинамического равновесия невозможно получить какую–либо информацию из окружающей среды. Таким образом, энтропия связана с вероятностями, т.е. с хаосом. Слева стоит ключевое понятие второго начала термодинамики, характеризующее любые самопроизвольные изменения состояния системы, справа – величина, связанная с хаосом и служащая мерой рассеяния энергии, ее деградации в окружающем мире. Следовательно, смыслом микросостояний является число способов, которыми можно осуществить внутренние перестройки в системе, не изменяя ее макроскопические характеристики. Допустим, в отдельном атоме произошло его энергетическое возбуждение. Понятно, что при этом возможно только одно распределение возбуждения в системе, 1 W . Но, логарифм единицы равен нулю и 0 S , так как такой локализованный сгусток энергии обладает нулевой энтропией. Если возбуждение передается по системе, где сто атомов, то это может быть осуществлено ста способами, т.е. 61 , 4 100 ln , 100 W . Отсюда и k S 61 , 4 , т.е энтропия системы выросла, система стала хаотичной, так как невозможно точно указать где находится возбужденный атом. Қазақ мемлекеттік қыздар педагогикалық университетінің Хабаршысы № 1 (77), 2019 76 Если система состоит из двух взаимодействующих подсистем, то максимум энтропии достигается при их тепловом равновесии. Это состояние может быть достигнуто максимальным числом способов, и чем большим числом способов оно достигается, тем выше его вероятность [7]. Впервые связь энтропии с функцией распределения координат r и импульсов p частиц t p r f , , была установлена Больцманом, [8] который рассматривал процесс приближения разреженного газа к равновесному состоянию. При этом он предположил: во-первых, во внимание берутся только парные взаимодействия, т.е. в столкновениях участвуют только две частицы; во-вторых, частицы в объеме распределены независимо (гипотеза о молекулярном хаосе). Первое предположение ограничивает область применения теории газами относительно малых плотностей, а второе обуславливает необратимость во времени. Из кинетического уравнения Больцмана для энтропии жүктеу/скачать 6,41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|