Главная > Наука и теория информации
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
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

4. Статистическое толкование энтропии

Величина, названная энтропией, формально определена равенством (9.1), и мы показали на нескольких примерах, что она находится в обратном соответствии качеству энергии. Второе начало устанавливает, что энтропия должна всегда возрастать, тогда как энергия всегда теряет свое качество (деградация энергии Кельвина).

Ясное истолкование этих общих свойств дано Гиббсом, Максвеллом, Больцманом и завершено Планком. Основание этого объяснения найдено в атомной структуре материи и квантовых законах устойчивости атомов, молекул и кристаллов. Атомы так малы, что количество их в любом кусочке вещества, с которым мы экспериментируем, ошеломляюще велико. Грамм-атом вещества содержит около атомов. Вместе с тем мы совершенно не в состоянии следить за движением отдельных атомов. Единственные свойства, которые

мы можем практически наблюдать, — это средние статистические величины.

Статистическая теория термодинамики, основанная на этих общих замечаниях, представляет собой одну из наиболее разработанных глав физики. Как будет показано, энтропия связана с вероятностью. Можно создать искусственно замкнутую изолированную систему с очень маловероятной структурой. Если предоставить эту систему самой себе, то она будет эволюционировать в сторону более вероятной структуры. Вероятность имеет естественную тенденцию к возрастанию, как и энтропия. Точное соотношение дается известной формулой Больцмана — Планка:

где — постоянная Больцмана, S — энтропия рассматриваемой системы, Р — статистический вес (число элементарных комплексий.

Рассмотрим, прежде всего, точный смысл числа Р, чтобы пояснить связь с теорией вероятностей. Согласно квантовой теории атомы и молекулы могут существовать лишь в виде конечного числа различных структур. На атомном уровне нет непрерывности, есть только дискретные стабильные (или метастабильные) структуры, и система атомов внезапно перескакивает от одной системы к другой, поглощая или излучая при этом энергию. Каждая из этих дискретных конфигураций квантованной физической системы называется микросостоянием (комплексна Планка).

Рассмотрим теперь физическую систему: кусок кристалла, или газ в сосуде при определенных условиях в отношении объема, давления, полной энергии, температуры, химического строения. Макроскопические переменные — это те величины, которые мы можем измерить в лаборатории. Их недостаточно, чтобы полностью определить состояние системы. Имеется огромное число микроскопических переменных, которые невозможно в точности измерить: положения и скорости всех отдельных атомов, квантовые состояния этих атомов или

молекулярных структур и т. д. Все эти неизвестные величины дают системе возможность принимать большое число разнообразных квантовых структур, или микросостояний. Общее число Р этих микросостояний мы и ввели в (9.15) и связали с энтропией системы. Это число чрезвычайно велико, но, конечно, и (9.15) имеет определенный смысл.

В нашем рассуждении понадобится еще одно важное соотношение — известное соотношение между энергией и частотой

где — начальная энергия, — окончательная энергия системы, излучающей колебание с частотой — постоянная Планка.

Рис. 9.1. Два тела и с энергиями и соответственно соприкасаются. Они могут обмениваться только теплом. Система заключена в изолирующий контейнер V.

Излучение испускается, когда физическая система теряет энергию, и поглощается, когда система получает энергию. Так как уровни энергии дискретны, частоты излучения (или поглощения) образуют прерывистый спектр, типичный для рассматриваемых атомных или молекулярных систем.

1
Оглавление
email@scask.ru