Молекулярная и статистическая физика. Крутов А.В - 6 стр.

                                   6

единственным результатом функционирования которых было бы превра-
щение тепла в работу. Следовательно, хотя бы на одном из участков цикла
должно быть δQ<0.
      При изучении вопросов темы 3 необходимо, прежде всего, уяснить
различия между идеальным и реальным газом. Следует обратить внимание
на то, что внутренняя энергия U системы взаимодействующих молекул за-
висит не только от их скоростей (кинетическая энергия), но и от расстоя-
ний между ними (потенциальная энергия), что при фиксированном числе
частиц в системе означает зависимость U от объёма V. Поэтому в общем
случае ошибочно полагать, например, dU=0 для изотермического процесса
в газе Ван-дер-Ваальса, хотя для идеального газа это справедливо.
      Ещё один круг вопросов, требующих углубленного изучения, связан
с фазовыми переходами. Необходимо научиться без затруднений опреде-
лять области различных агрегатных состояний на диаграммах; чётко по-
нимать особенности метастабильных состояний и физические предпосыл-
ки перехода системы из метастабильного в устойчивое двухфазовое со-
стояние.
      Принципиальные для освоения большинства разделов темы 4 явля-
ются понятия статистического ансамбля и фазового пространства. В клас-
сической статистике микросостояние характеризуется набором мгновен-
ных значений обобщённых координат и импульсов частиц (q1, q2,…, q3N, p1,
p2,…, p3N), N - число молекул в системе, каждая молекула имеет 3 степени
свободы). 6N-мерное пространство переменных {qi, pi}, (i=1, 2, 3,…, 3N)
называется фазовым, а точка в этом пространстве является образом микро-
состояний. Равновесие системы на макроуровне отнюдь не означает мик-
роскопического равновесия, которое невозможно. Поэтому одному и тому
же макросостоянию отвечает множество различных микросостояний, сме-
няющих друг друга. Их число WT называется термодинамической вероят-
ностью данного макросостояния, а совокупность систем из N молекул,
микросостояния которых исчерпывает все возможные варианты, совмест-
ные с данным макросостоянием, образуют статистический ансамбль. Реа-
лизация конкретного микросостояния в макроскопически равновесной сис-
теме является случайным событием, зависящим от 6 N переменных {qi, pi},
а его вероятность определяется функцией распределения W(p, q) или W(x),