Главная > Теория теплоты (Беккер P.)
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

37. КАНОНИЧЕСКИЙ АНСАМБЛЬ

а) Вторая система намного больше первой

В § 36 при обсуждении двух систем, находящихся в соприкосновении, мы нашли вероятность того, что «первая» система находится в элементе своего -пространства. Допустим теперь, что вторая система неизмеримо больше первой. Тогда значение практически всегда мало по сравнению с Мы можем тогда разложить в ряд по степеням и оборвать ряд на члене с первой степенью Такой метод может иметь смысл лишь тогда, когда член с квадратом мал по сравнению с линейным членом. Проверим ситуацию для типичного случая при чрезвычайно большом значении Разложение в ряд по степеням дает:

Для того чтобы второй член был мал по сравнению с первым, должно выполняться условие

т. е. должно быть значительно меньше энергии одной степени свободы. Это условие означало бы неприемлемое ограничение области применимости формулы.

Найдем выход, разлагая в ряд не Тогда получим:

В данном случае квадратичный член мал по сравнению с линейным уже при Но это предположение мы уже приняли выше.

При таком методе в уравнении (36.1) получим:

Но согласно (36.4)

Следовательно, из (36.1 в) вытекает

В коэффициенте С собраны все не зависящие от множители. Равным образом из уравнения (36.2) для вероятности найти энергию первой системы в интервале получаем:

Уравнения (37.1) и (37.2) образуют исходные пункты почти всех применений. Их можно без преувеличения назвать важнейшими формулами всей статистической механики. Из вывода уравнений (37.1) и (37.2) следует, что входящая в них температура является свойством большей системы (система 2). Она представляет собой единственный параметр системы 2, который влияет на статистическое поведение малой системы. Система 2 действует как «термостат». О размерах малой системы при выводе уравнений не было сделано никаких оговорок. Она может, например, состоять из единичного атома.

б) Определение канонического ансамбля

Среднее значение какой-либо фазовой функции «малой» системы согласно (37 1) будет равно:

причем с этих пор мы будем опускать индекс 1 для функции Гамильтона. Выше мы определили микроканонический ансамбль систем в -пространстве заданием функции плотности.

Определим теперь канонический ансамбль.

Условие (37.3), следовательно, означает среднее значение по каноническому ансамблю. Согласно канонический ансамбль, так же как и микроканонический, стационарен, так как плотность зависит только от

в) Два простейших применения уравнения (37.1)

1. Распределение скоростей Максвелла и барометрическая формула. Если малая система состоит только из одного атома, находящегося в силовом поле с потенциальной энергией то из уравнения (37.1) следует:

Если нас интересует распределение скоростей, но не положение, то после интегрирования по получим:

Это и есть распределение скоростей Максвелла.

Если, наоборот, встает вопрос о положении системы, то итоговое выражение имеет вид:

В частном случае поля земного тяготения если считать х направленным вверх перпендикулярно поверхности земли. Уравнение (37.56) переходит тогда в барометрическую формулу (см. также § 27). Будем в некоторых случаях называть уравнение (37.5в) барометрической формулой также и при других видах функции

2. Закон равнораспределения. Среднее значение др на основании (37.1) равно:

Если учесть, что

то частичное интегрирование по сразу же дает

уже известный из микрокаионического распределения (§ 33) результат.

1
Оглавление
email@scask.ru