1. Caracteristici sisteme macrocosmice. 1-3
2. Conceptele de teoria probabilităților: ansambluri statistice, relațiile dintre probabilitățile, o distribuție de probabilitate continuă. 4-13
3. Sisteme statistice Descriere cu căldură prin reacția: o distribuție a energiei, temperatura, energia medie a unui gaz ideal, presiunea medie a gazului ideal. 14-16
4. Munca, energia internă și căldură, entropie. 17-20
5. Distribuția Maxwell a vitezelor. 21-22
6. Căldura specifică a solidelor. 23
7. Furnizarea de termodinamicii statistice. 24
8. Teoria cinetică elementară a proceselor de transport vâscozității și transport a energiei, autodifuzie și migrarea conductibilitate moleculelor și transferul zaryada.25-26
Trăsăturile caracteristice ale sistemelor macrocosmice.
1. microcosmosul - o lume a unor cantități mici (atomi, molecule, indivizi), spre deosebire de macrocosmos. 2. În filosofie - lumea umană ca o hartă a universului. 3. O comunitate mică ca un ecran în miniatură și întruchiparea păcii.
. 2. macrocosm - (din MAKROS grecești - cosmosul mari și / - ordinea lumii - macrocosmos în engleză, ea Makrokosmos univers, universul, lumea corpurilor cerești ....
Corpul este format din organe individuale: creier, inimă, plămâni, stomac, etc. Organismele se completează reciproc, nu poate funcționa fără alte ... Împreună, ei alcătuiesc un întreg. Un astfel de ansamblu ordonat se numește sistem. Deci nostru - corpul acestui sistem de organe.
Fiecare organ al corpului nostru este format din tesut si tesut - de la celule care au aceeași funcție. Celulele constau din organite, și ei, la rândul lor, a moleculelor, atomii care constituie sistemul. Numărul de atomi și molecule este diferit. De exemplu, în molecula de apă trei atomi, o moleculă de proteină poate sotoyat un milion de atomi.
Atom este un sistem. constând dintr-un miez în jurul căruia muta electronii. Nucleul unui atom - cel mai mic sistem de cercetare disponibile la dispoziția științei de astăzi. Dar, cu extinderea conștiinței noastre persoana va muta mai departe și mai departe în infinitate de lumi mai fine și alte dimensiuni. Nucleul unui atom este alcătuit din protoni și neutroni și. Protonii, neutronii și electronii sunt considerate simple „blocuri“, din care corpul uman este orice altceva în spațiu. Prin urmare, ele sunt numite particule elementare.
Oamenii de știință au început să permită studierea lumile invizibile, folosind Insights intuitive, inspirație, înțelegere. Această metodă de cercetare numit meta-științifică. Și avem exemple istorice de astfel de probe la Vernadsky Chizhevskogo, Tsiolkovsky, Teilhard de Chardin, Lomonosov, Florensky, Lobachevsky, Millikan, și altele.
Macrosystem. Metode statistice și termodinamice ale descrierii lor
Atomii și moleculele interacționează unele cu altele pentru a forma o varietate de organism, care alcătuiesc lumea din jurul nostru. O trăsătură distinctivă a majorității corpurilor fizice este faptul că acestea constau dintr-un număr mare de particule. Fotografia prezentată în figura 135, având în vedere imaginea de atomi de aur aranjate într-un grilaj cristalin. Fotografie obținută prin microscop electronic utilizând proprietățile undelor electroni pentru imagistica obiectelor microscopice, cu o mărire de 26 de milioane de ori. Distanta dintre atomi este de aproximativ 10 la 10 m. In consecinta, un atom de aur ocupă un volum de 10 30m3. Astfel, într-un 1 m3 de aur a conținut aproximativ 1030 atomi ai acestui element. 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 - este numărul de atomi sau orice altă particulă este greu de imaginat. Fizicienii numesc aceste numere în scurt timp un număr mare, iar corpul format din astfel de număr de particule individuale - sisteme mari sau sisteme macro. standardul original de numere mari este constanta lui Avogadro macro la nivel mondial NA numit Fig. 135. rețeaua cristalină de aur în onoarea savantului italian Amedeo Avogadro (1776-1856), care a studiat proprietățile gazelor. Numărul lui Avogadro este numărul de particule. conținută în 0,012 kg de izotop de carbon C12 și măsurătorile Perrin egale TVA = 6,02-1023 1 / mol. Prin mole definiția oricărei substanțe conține același număr de particule. egal cu constanta lui Avogadro. Descrie comportamentul unui astfel de număr mare de particule care interacționează nu este posibilă fie prin intermediul ecuațiilor lui Newton audio prin ecuații Schrödinger. Două metode au fost dezvoltate pentru a descrie comportamentul macro. și termodinamică statistică. În metoda statistică folosită pentru a descrie un model bine definit de structura internă a unei substanțe, în particular un model al structurii atomice a macro-molecule. Aplicând metodele fizicii statistice, teoria probabilității, exprimate valori măsurate fizic ce caracterizează comportamentul sistemelor macro, așa-numitele macro-parametri, prin caracteristicile microparticulele incluse în macro, așa-numitele microparameters. Această tehnică a fost folosită de noi în ceea ce privește temperatura gazelor prin energia cinetică medie a moleculelor acestui gaz. Descrierea metodei termodinamic nu implică utilizarea unor modele ale structurii interne a materiei. În cadrul termodinamicii, condiția fizică a corpului este caracterizat printr-un număr de variabile, totalitatea care descrie în mod clar comportamentul macrosystem. Numărul acestor cantități numite termodinamic depinde de complexitatea corpului de a fi studiate și tipul interacțiunii sale cu alte organisme. De exemplu, gazul din camera poate fi descrisă de patru variabile :. Temperatura T, presiunea P, volumul V, masa m O descriere cantitativă a proceselor termice ireversibile Clausius a introdus conceptul de entropie, care are sens din punct de vedere molecular a fost dezvăluit fizician austriac JI. Bolz-mană.
Scopul cursului - studierea legilor generale care reglementează comportamentul sistemelor macroscopice. având un număr mare de grade de libertate (de exemplu, conținând N # 8764, 10 20 particule, poryadkachislamolekulv 1 cm3 de aer). În ceea ce privește mecanicii (clasice și cuantice), sisteme complexe de astfel de incredibil, dar experiența a arătat că, în condiții normale, acestea sunt bine descrise de un număr relativ mic de parametri macroscopice. Astfel, aproape toate caracteristicile gazului sunt determinate, temperatura, masa (număr sau particule) volumul lor. Permanente sisteme macroscopice descrise parametrii macroscopici, numite condiții macroscopice sau termodinamice. Evident că Macrostarea compatibil cu un număr mare de definit mecanic (de exemplu, în mecanica clasică, care prezintă toate coordonatele generalizate și impulsurile) microstările (posibil sau admisibil pentru valori date ale parametrilor macroscopic microstatul). Numărul de microstările admisibile ale unui sistem închis se numește greutatea statistică a stării macroscopice. Aceasta este o caracteristică fizică foarte importantă, prin care entropia determinată a sistemului (vezi secțiunea 2.2).
Observate în cantitățile fizice macroscopice sunt rezultatul mediei valorilor acestor cantități la microstare acceptabile. Pentru realizarea efectivă a mediilor este necesară pentru a avea o distribuție a probabilităților de microstările. De obicei distribuția microstările pentru un sistem izolat în echilibru este postulat (ipoteza de bază statistică. - secțiunea de distribuție microcanonical 1.4) Și altă distribuție de echilibru afișat pe baza sa. Calculul valorilor fizice prin calcularea mediei valorilor lor în microstările este baza metodei statistice de cercetare macro. Metoda termodinamic constă în retragerea legilor generale, relația dintre cantitățile macroscopice pe osnoveeksperimentov, fără a se recurge la structura atomică și moleculară a substanței. Denumirea cursului reflectă aceste două abordări pentru studiul sistemelor macroscopice. Termodinamic (fenomenologică) abordare este mai frecventă; metodă statistică permite o înțelegere mai profundă a naturii fenomenelor.
Una dintre cele mai importante prevederi ale legii termodinamicii (numită uneori comună lege a termodinamicii), constă în faptul că orice macrosystem închis (izolat de alții) pentru a ajunge la echilibru în timp. în care cantități fizice (parametrii macroscopice) ce caracterizează sistemul, nu se modifică în timp, și rămâne în această stare pe termen nelimitat. Procesul de stabilire a echilibrului se numește relaxare. timpul procesului - timpul de relaxare. Gama de posibile momente de relaxare este enormă,
10 -12 ÷ 10 8 sec. Equilibrium înseamnă că unele părți macroscopice ale sistemului (subsisteme) sunt în echilibru intern (în cazul în care sunt izolate, razgorodit, nu aduce nici o modificare în starea lor), precum și în echilibru unul cu altul - nu există fluxuri de energie și de particule de la unul la alte subsisteme. Miscarea la nivel molecular și nu se oprește în starea de echilibru, ceea ce duce la fluctuații continue - un mic deviațiile pe termen scurt din sistem complet de echilibru.
Soldul local (sau incomplet), înseamnă că sistemul este împărțit în subsisteme care sunt într-o stare de echilibru intern, dar nu există un echilibru între subsistemele. Prin izolarea schimbările în sistemul de subsisteme terminate. Numărul de parametri macroscopici independenți care caracterizează creșterea sistemului ca abaterea de la echilibru deplin, de exemplu, este necesar să se utilizeze două sau mai multe temperaturi, mai degrabă decât una, etc. Dimpotrivă, în procesul de relaxare (proces în sistemele complexe pot consta dintr-un număr de etape), numărul de parametri independenți este redusă macroscopică (apare, se spune pentru a descrie reducere). Prin urmare, restricțiile privind microstare atenuate admisibil, iar greutatea statistică a crește sistemului.
Acum puteți specifica faptul că starea macroscopică - este echilibrul sau stările local de echilibru ale sistemelor macroscopice. Termodinamica si mecanica statistica studiaza sistemele macroscopice în stările macroscopice. Cea mai mare parte a cursului este dedicată studiului echilibrului sistem.Termodinamika este considerat sisteme slab neechilibru în strânsă legătură cu teoria fluctuațiilor.
Macrosystem. Metode statistice și termodinamice ale descrierii lor
Atomii și moleculele interacționează unele cu altele pentru a forma o varietate de organism, care alcătuiesc lumea din jurul nostru. O trăsătură distinctivă a majorității corpurilor fizice este faptul că acestea constau dintr-un număr mare de particule. Fotografia prezentată în figura 135, având în vedere imaginea de atomi de aur aranjate într-un grilaj cristalin. Fotografie obținută prin microscop electronic utilizând proprietățile undelor electroni pentru imagistica obiectelor microscopice, cu o mărire de 26 de milioane de ori. Distanta dintre atomi este de aproximativ 10 la 10 m. In consecinta, un atom de aur ocupă un volum de 10 30m3. Astfel, într-un 1 m3 de aur a conținut aproximativ 1030 atomi ai acestui element. 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 - este numărul de atomi sau orice altă particulă este greu de imaginat. Fizicienii numesc aceste numere în scurt timp un număr mare, iar corpul format din astfel de număr de particule individuale - sisteme mari sau sisteme macro. standardul original de numere mari este constanta lui Avogadro macro la nivel mondial NA numit Fig. 135. rețeaua cristalină de aur în onoarea savantului italian Amedeo Avogadro (1776-1856), care a studiat proprietățile gazelor. Numărul lui Avogadro este numărul de particule. conținută în 0,012 kg de izotop de carbon C12 și măsurătorile Perrin egale TVA = 6,02-1023 1 / mol. Prin mole definiția oricărei substanțe conține același număr de particule. egal cu constanta lui Avogadro. Descrie comportamentul unui astfel de număr mare de particule care interacționează nu este posibilă fie prin intermediul ecuațiilor lui Newton audio prin ecuații Schrödinger. Două metode au fost dezvoltate pentru a descrie comportamentul macro. și termodinamică statistică. În metoda statistică folosită pentru a descrie un model bine definit de structura internă a unei substanțe, în particular un model al structurii atomice a macro-molecule. Aplicând metodele fizicii statistice, teoria probabilității, exprimate valori măsurate fizic ce caracterizează comportamentul sistemelor macro, așa-numitele macro-parametri, prin caracteristicile microparticulele incluse în macro, așa-numitele microparameters. Această tehnică a fost folosită de noi în ceea ce privește temperatura gazelor prin energia cinetică medie a moleculelor acestui gaz. Descrierea metodei termodinamic nu implică utilizarea unor modele ale structurii interne a materiei. În cadrul termodinamicii, condiția fizică a corpului este caracterizat printr-un număr de variabile, totalitatea care descrie în mod clar comportamentul macrosystem. Numărul acestor cantități numite termodinamic depinde de complexitatea corpului de a fi studiate și tipul interacțiunii sale cu alte organisme. De exemplu, gazul din camera poate fi descrisă de patru variabile :. Temperatura T, presiunea P, volumul V, masa m O descriere cantitativă a proceselor termice ireversibile Clausius a introdus conceptul de entropie, care are sens din punct de vedere molecular a fost dezvăluit fizician austriac JI. Bolz-mană.