Микроелементи, microstates

Начало | За нас | обратна връзка

Първият закон на термодинамиката показва възможността за термичния метод.

Втори закон на термодинамиката показва посоката на топлинния процес.

Различни форми на втория закон на термодинамиката:

1) Всички реално спонтанни процеси протичат в такава посока, че топлината се предава от гореща тялото на студено (Clausius форма).

2) Всички реални спонтанни процеси протичат по такъв посока, че системата преминава от по-малко вероятно състояние е по-вероятно.

3) Всички реално спонтанни процеси протичат в такава посока, че ентропията на увеличенията на системата.

4) Невъзможно е да се изгради такава партида топлинен двигател (вечен двигател от втори вид), че ще работи само чрез охлаждане на тялото (формулировка Келвин).

Да разгледаме термодинамична система, която е разделена на пространствени и енергийни клетки.

Macrostate е състоянието на термодинамична система с предварително определено разпределение на частиците върху клетките, независимо от техния брой.

Нека системата има N идентични частици и много клетки.

Един от macrostate на системата е тази, за която първата клетка е N1 частици във втората - N2 частици и т.н.

Ако една частица от първите клетки, които се смениш с други частици от клетките, макроскопски състоянието на системата остава непроменен.

Ако частицата е преместен от една клетка към друга и количественото разпределение на частиците в клетки е променила, макроскопска състоянието на системата също се променя.

Всеки macrostate може да се извърши голям брой microdistribution.

Microstate на термодинамичната система е една от възможните разпределения на частици в клетки номерирани система.

Разглеждане на система, състояща се от четири частици, всяка от които могат да бъдат в една от двете системи клетки.

В този случай, може би пет различни макро-.

Това macrostate могат да бъдат изпълнени по различни начини.

W. Microstates изчисляване на броя, с което предварително определен macrostate с формула може да се извърши:

където N - общ брой на частици в системата, състояща се от клетките; Nm - брой частици в т-та клетка.

Формулата показва, че различни microstate имат различни термодинамична вероятност (статистическа тегло).

Броят на microstates. чрез който се осъществява това, macrostate на системата. Тя се нарича термодинамична вероятността за macrostate.

Това е броят на microstates, които прилагат дадено макроскопично състояние на системата.

Максималната термодинамична вероятността съответства на равновесие macrostate на.

За разлика от математически вероятността от термодинамична veroyatnostW> 1. Математическият вероятността P <1.

Намираме термодинамична вероятността за макро.

1 случай. N = 4, N1 = 4, N2 = 0.

2sluchay. N = 4, N1 = 3, N2 = 1.

3 случай. N = 4, N1 = 2, N2 = 3.

От тези данни показва, че дори в случай на малък брой частици термодинамична вероятност macrostate, в която клетките са разпределени равномерно (равновесно състояние) е значително по-голям макро-термодинамична вероятност, при която частиците са неравномерно разпределени (не равновесно състояние). Колкото по-голям брой частици в системата, толкова по-голяма вероятността за термодинамично равновесие.

В термодинамична вероятност да се предвиди възможната насока на промяна в състоянието на системата, когато спонтанно процеси.