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

50. СИСТЕМА НАХОДИТСЯ В ТЕРМОСТАТЕ

Этот случай в общих чертах уже был рассмотрен в § 46. Там мы использовали гиперсистему, состоящую из большого числа макроскопических систем, и различными методами нашли, что сначала должна определяться статистическая сумма

Используя преобразование

можно получить свободную энергию, из которой потом могут быть определены все прочие термодинамические функции. В данном случае системой является идеальный газ, состоящий из очень большого числа частиц. Его энергетические термы заданы следующим образом:

Любое состояние системы задается совокупностью чисел заполнений при условии

Следовательно,

Сумма распространяется на все комбинации чисел совместимые с условием По значению определяются также средние значения

Расчет суммы (50.1) затруднен наличием дополнительных условий. Снова используем метод Дарвина и Фаулера, который здесь, однако, имеет другой физический смысл, чем в § 46.

Выразим с помощью интеграла в комплексной плоскости. Для этого рассмотрим функцию

Учитывая, что получаем:

Суммирование по в уравнении (50.3) означает теперь, что его следует производить по всем независимо друг от друга. Следовательно, будет иметь место

Теперь можно выполнить суммирование, а именно: для статистики Бозе от до для статистики Ферми для Отсюда получим:

статистика Бозе:

статистика Ферми:

Далее на основании теоремы о вычетах теории функций комплексного переменного из выражения (50.3) следует:

причем путь интегрирования должен охватывать нулевую точку комплексной плоскости х, однако не должен заключать ни одной сингулярной точки функции (рис. 68). Запишем функцию в виде

Рис. 68. К расчету интеграла (50.5а).

Приближенная оценка этого интеграла может быть выполнена по методу седловых точек (см. также § 46, в). На действительной положительной оси х подынтегральное выражение имеет минимум в точке Если заменить на так как то определяется из условия

В качестве пути интегрирования выберем окружность с центром в нулевой точке и радиусом принимая, следовательно, При подынтегральное выражение имеет на этой окружности такой острый максимум, что для больших значений в выражении можно ограничиться максимальным значением подынтегрального выражения (более точное обоснование можно найти в литературных источниках). Если

снова заменим на будем иметь:

Из данного уравнения следует уже термодинамический смысл Имеем:

[Следует учесть, что производная по х вследствие (50.6) исчезает]. Далее, поскольку а выражение определяет химический потенциал (см. § 19), или на основании соотношения

Если теперь ввести в выражение (50.7) значение из соотношения (50.4) и использовать (50.8), то получим: для статистики Бозе:

для статистики Ферми

Для нахождения а исходим из уравнения (50.6), определяющего Вследствие уравнения (50.7) также можно записать используя выражение

Поскольку заданы, то а может быть в принципе определено из данного уравнения.

Рассчитаем еще средние значения из выражения (50.2). В согласии с уравнением (49.9) получим:

Следовательно, выражение (50.10) означает просто условие

Из выражения для свободной энергии определяем энергию нашей системы:

Правую часть этого уравнения можно записать также в виде следовательно, речь идет о средней энергии системы при заданных значениях Это можно заметить также, если в выражении (50.12) ввести для значение (50.1)

Расчет флуктуаций здесь не производим. Почти во всех случаях получаются те же значения, что и для ситуации, рассматриваемой в следующем параграфе.

1
Оглавление
email@scask.ru