ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
9
1.4
Исторический аспект развития термодинамики и молекулярной физики
Термодинамика возникла в первой половине 19 века как теоретическая основа
теплотехники. Ее первоначальная задача сводилась к изучению закономерностей и
условий оптимизации превращения теплоты в работу в паровых машинах. В дальнейшем
термодинамика вышла далеко за пределы технической задачи. Центр тяжести
переместился в сторону изучения физических явлений в макросистемах. Это произошло
во второй
половине 19 века.
В это же время появились пионерские работы по молекулярному движению Максвелла.
Дальнейшее развитие молекулярно-кинетическая теория получила в работах Больцмана.
Концепция атомизма подвергалась критике и нападкам многочисленных оппонентов.
Непримиримая идеологическая борьба развернулась в европейском научном сообществе.
Против Больцмана на конгрессах и съездах выступали Лошмидт, Мах, Оствальд,
Пуанкаре, Планк.
Идеи Больцмана были подхвачены иностранными учеными:
американцем Гиббсом, поляком Смолуховским, русскими Пироговым и Афанасьевой-
Эренфест.
Следует сказать, что вся вторая половина 19 века отмечена интересом общества к
массовым явлениям и толповым эффектам. Это прослеживается в различных областях
культуры, начиная с музыки и литературы и кончая социальной статистикой и
политической психологией.
Краткая характеристика статистического метода
Статистический метод
Система многих частиц характеризуется параметрами и закономерностями,
имеющими статистический характер. В основе метода – модель материального тела,
или атомная гипотеза.
Модель материального тела
Моделью материального тела называется большая совокупность частиц, свойства
которых, законы движения и взаимодействия известны.
Модели используются как готовые «продукты», полученные из других областей
науки: структурной химии, квантовой физики, квантовой химии, физики твердого
тела и т.д. Объекты микромира, как правило, подчиняются законам квантовой
физики, однако, при определенных условиях молекулы ведут себя
как объекты
классической механики.
Область применимости модели материального тела
Выбор модели, это всегда беспокойный процесс угадывания, требующий от
исследователя обращения как к рациональному, так и интуитивному уровням
познания. Желательно, чтобы модель была не слишком сложной и в тоже время
отражала существенные свойства конкретной реальной системы. Область
применимости модели задается интервалом температур, давления или характерными
размерами сосуда (трубки, отверстия) и тщательно
анализируется на основе
априорных теоретических представлений. Проверяется сравнением полученных
р
ез
у
льтатов с экспе
р
иментальными данными.
10
Структура статистической теории
События в сложных системах носят случайный характер. Поэтому в молекулярной
физике используется математический аппарат теории вероятностей и теории
случайных процессов. Ядро теории содержит системообразующий комплекс понятий
и определений, а также два постулата. Основные законы теории представлены в
форме распределения вероятностей определенных состояний системы или ее
подсистем. Во многих случаях эти законы
имеют универсальный характер,
независимо от вида модели материального тела. Толповые эффекты доминируют над
индивид
у
альными п
р
изнаками объектов.
Триединая задача молекулярной статистики
1. Установление или рассмотрение основных вероятностных законов.
2. На основе полученных законов расчет средних микроскопических параметров
системы:
,...,,,,,,
2
μλεεε
xpk
vv
3. Установление связи между средними микроскопическими параметрами
системы и ее макроскопическими характеристиками:
),,(),(),(),(
2
vTPvP
kx
ληεε
)(
μ
E
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
