Macro- și microstările
Acasă | Despre noi | feedback-ul
Prima lege a termodinamicii indică posibilitatea procesului termic.
A doua lege a termodinamicii indică direcția procesului termic.
Diferite formulări din a doua lege a termodinamicii:
1) Toate procesele reale spontane proceda într-o astfel de direcție încât căldura este transferată de la un corp fierbinte la o (formulare rece Clausius).
2) Toate procesele spontane reale proceda într-o astfel de direcție încât sistemul trece dintr-o stare mai puțin probabilă mai probabil.
3) Toate procesele reale spontane proceda într-o astfel de direcție încât entropia crește sistemului.
4) Este imposibil de a construi un astfel de motor termic lot (mașină de mișcare perpetuă de al doilea tip), care ar funcționa numai prin răcirea unui corp (formulare Kelvin).
Să considerăm un sistem termodinamic, care este împărțit în celule spațiale și energetice.
Macrostării este starea unui sistem termodinamic, cu o distribuție predeterminată a particulelor de-a lungul celulelor, indiferent de numărul lor.
Lăsați sistemul are particule identice N și multe celule.
Unul dintre macrostării sistemului este unul pentru care prima celula este particule N1, în al doilea - particule N2 etc.
În cazul în care o particulă din primele celule pentru schimb de locuri cu orice alte particule din celule, starea macroscopică a sistemului rămâne neschimbat.
Dacă particula a trecut de la o celulă la alta și distribuția cantitativă a particulelor în celulele sa schimbat, starea macroscopică a sistemului este de asemenea modificat.
Fiecare macrostări poate fi efectuat un număr mare de microdistribution.
Microstare sistemului termodinamic este una dintre posibilele distribuțiilor particulelor în celulele sistemului numerotate.
Să considerăm un sistem format din patru particule, fiecare dintre acestea putând fi într-una din cele două celule ale sistemului.
În acest caz, poate cinci macro diferite.
Aceste macrostări pot fi puse în aplicare în diverse moduri.
W. microstările se calculează numărul prin care macrostării predeterminat prin formula poate fi efectuată:
unde N - numărul total de particule din sistem format din celule; Nm - numărul de particule în mth celulei.
Formula arată că diferite microstare au diferite probabilitate termodinamică (greutate statistică).
Numărul de microstările. prin care acest lucru este realizat macrostării sistemului. Se numește probabilitatea termodinamică macrostării.
Acesta este numărul de microstările care implementează dat starea macroscopică a sistemului.
Probabilitatea maximă termodinamic corespunde macrostării echilibrului.
Spre deosebire de probabilitatea matematică a unui veroyatnostW termodinamic> 1. Probabilitatea matematică P <1.
Ne găsim probabilitatea termodinamică de macro.
1 caz. N = 4, N1 = 4, N2 = 0.
2sluchay. N = 4, N1 = 3, N2 = 1.
3 caz. N = 4, N1 = 2, N2 = 3.
Din aceste date arată că, chiar și în cazul unui număr mic de particule macrostări probabilitate termodinamică în care celulele sunt uniform distribuite (starea de echilibru) este considerabil mai mare probabilitate macro-termodinamică la care sunt distribuite în mod inegal particulele (stare de non-echilibru). Cu cât numărul de particule din sistem, cu atât mai mare probabilitatea de echilibru termodinamic.
Probabilitatea termodinamic pentru a anticipa posibila direcția de schimbare în starea sistemului atunci când procesele spontane.