Молекулярная физика. Курс физики, часть 1. Морозов В.Г - 49 стр.

áåñêîíå÷íî ìàëîì ïðîöåññå óäîâëåòâîðÿåò íåðàâåíñòâó

                                          δQ
                                   dS ≥      ,                            (5.26)
                                           T

êîòîðîå íàçûâàåòñÿ íåðàâåíñòâîì Êëàóçèóñà. Çíàê ðàâåíñòâà â (5.26) îòíîñèòñÿ
ê îáðàòèìîìó ïðîöåññó.

5.4.   Ñòàòèñòè÷åñêèé ñìûñë ýíòðîïèè

 òåðìîäèíàìèêå íåîáðàòèìîñòü ðåàëüíûõ ïðîöåññîâ ôàêòè÷åñêè ïîñòóëèðóåòñÿ.
Õîòåëîñü áû ïîíÿòü "ìåõàíèçì" íåîáðàòèìîñòè  ïðè÷èíó, ïî êîòîðîé ïðîöåññû â
ïðèðîäå îõîòíî èäóò â îäíîì íàïðàâëåíèè è íèêîãäà íå èäóò â îáðàòíîì íàïðàâëå-
íèè.
   Ïîñêîëüêó âñå, ÷òî ïðîèñõîäèò ñ âåùåñòâîì, ñâîäèòñÿ, â êîíöå êîíöîâ, ê äâè-
æåíèþ è âçàèìîäåéñòâèþ ìîëåêóë, êàæåòñÿ ðàçóìíûì ïîèñêàòü ïðè÷èíó íåîáðà-
òèìîñòè â çàêîíàõ ìåõàíèêè. Ïðîáëåìà, îäíàêî, îêàçûâàåòñÿ ãîðàçäî ñëîæíåå è
èíòåðåñíåå, òàê êàê çàêîíû ìåõàíèêè Íüþòîíà îáðàòèìû âî âðåìåíè. Åñëè ìû
íàøëè êàêîå-òî ðåøåíèå óðàâíåíèé äâèæåíèÿ äëÿ ìîëåêóë, òî ïðè çàìåíå t → −t
ìû ïîëó÷èì äðóãîå ðåøåíèå, êîòîðîå îïèñûâàåò äâèæåíèå ìîëåêóë ñ ïðîòèâîïî-
ëîæíûìè ñêîðîñòÿìè. Â ýòîì îáðàùåííîì äâèæåíèè âñå êîíôèãóðàöèè ìîëåêóë â
ïðîñòðàíñòâå ïîâòîðÿþòñÿ, íî â îáðàòíîì ïîðÿäêå. Âåðíåìñÿ, íàïðèìåð, ê ïðèìåðó
ñ íåîáðàòèìûì ðàñøèðåíèåì ãàçà, ðàññìîòðåííîìó â ïðåäûäóùåì ïàðàãðàôå (ñì.
Ðèñ. 5.4.). Çàêîíû ìåõàíèêè íå çàïðåùàþò ïðîöåññ, â êîòîðîì ìîëåêóëû ñàìîïðî-
èçâîëüíî âåðíóòñÿ â ïåðâîíà÷àëüíûé îáúåì, ÷òî ïðèâåäåò ê óìåíüøåíèþ ýíòðîïèè.
Òàêèì îáðàçîì, ñàìè ïî ñåáå çàêîíû ìåõàíèêè Íüþòîíà íå äàþò îòâåòà íà âîïðîñ î
ïðîèñõîæäåíèè íåîáðàòèìîñòè. Çàêîíû áîëåå òî÷íûõ ìèêðîñêîïè÷åñêèõ òåîðèé 
ðåëÿòèâèñòñêîé ìåõàíèêè, êâàíòîâîé ìåõàíèêè è ò.ä. òàêæå îáðàòèìû âî âðåìåíè,
ïîýòîìó ðåøèòü ïðîáëåìó íåîáðàòèìîñòè, îïèðàÿñü òîëüêî íà çàêîíû ìåõàíèêè,
íå óäàåòñÿ. Îãîâîðèìñÿ ñðàçó: ôèçèêà ïîêà íå äàëà èñ÷åðïûâàþùåãî îòâåòà íà
âîïðîñ î ïðîèñõîæäåíèè íåîáðàòèìîñòè èëè, êàê ãîâîðÿò, î ñóùåñòâîâàíèè "ñòðåëû
âðåìåíè". Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî íåîáðàòèìîñòü  ôóíäàìåíòàëüíûé çàêîí ïðèðîäû,
êîòîðûé íå ìîæåò, äàæå â ïðèíöèïå, áûòü ñâåäåí ê êàêèì-òî äðóãèì çàêîíàì. Ýòî
íå îçíà÷àåò, êîíå÷íî, ÷òî ïðîáëåìà íåîáðàòèìîñòè  áåëîå ïÿòíî â ôèçèêå. Áëà-
ãîäàðÿ ìíîãèì âûäàþùèìñÿ ó÷åíûì, ñðåäè êîòîðûõ Ìàêñâåëë, Áîëüöìàí, Ãèááñ
è äðóãèå, â íàñòîÿùåå âðåìÿ ñîçäàíà è óñïåøíî ïðèìåíÿåòñÿ òåîðèÿ íåîáðàòèìûõ
ïðîöåññîâ, îñíîâàííàÿ íà ñòàòèñòè÷åñêîé ìåõàíèêå ìèêðî÷àñòèö. Óñòàíîâëåíî, ÷òî
íåîáðàòèìîñòü ïðîöåññîâ ñâÿçàíà ñî ñëåäóþùèìè îñîáåííîñòÿìè ìàêðîñêîïè÷åñêèõ
ñèñòåì: à) ñ áîëüøèì ÷èñëîì ÷àñòèö â ñèñòåìå; á) ñ íåóñòîé÷èâîñòüþ ðåøåíèé äèíà-
ìè÷åñêèõ óðàâíåíèé, îïèñûâàþùèõ äâèæåíèå ÷àñòèö, ïî îòíîøåíèþ ê èçìåíåíèþ
íà÷àëüíûõ óñëîâèé. Íà ïðîñòîì ÿçûêå ïîñëåäíåå ñâîéñòâî îçíà÷àåò, ÷òî äâèæå-
íèå ÷àñòèö â ìàêðîñêîïè÷åñêîé ñèñòåìå ÿâëÿåòñÿ "ïðàêòè÷åñêè ñëó÷àéíûì", ò.å.
"íåïðåäñêàçóåìûì".
   Êëþ÷åâûìè ïîíÿòèÿìè â ñòàòèñòè÷åñêîé òåîðèè ìàêðîñêîïè÷åñêèõ òåë ÿâëÿþò-
ñÿ ïîíÿòèÿ ìèêðîñêîïè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ è ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ
(èëè òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ) ñèñòåìû. Ìû óæå êðàòêî îáñóæäàëè ýòè äâà

                                      48