ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
11
Краткая характеристика термодинамического метода
Несмотря на идеологические расхождения и драматические отношения между
творцами термодинамики и молекулярной физики в пору становления этих направлений, в
наши дни оба подхода взаимно дополняют друг друга. Их комплексное применение
способствует эффективному решению научных задач.
Термодинамический метод
Систему многих частиц можно исследовать, не интересуясь ее внутренней
структурой. В этом случае модель материального тела не имеет смысла.
Макросистема рассматривается как сплошная среда с плотностью
ρ. Для описания
используются физические величины, относящиеся к системе в целом –
макроскопические параметры, которые могут быть измерены экспериментально.
Макроскопические параметры
• Внутренние параметры: P, T, M, α%.
• Внешние параметры: V, B, E, ε
вн.поле.
Уравнение, выражающее функциональную связь между внутренними и внешними
макроскопическими параметрами в состоянии термодинамического равновесия,
называется обобщенным уравнением состояния системы. Известными примерами
уравнений такого рода являются уравнение Клапейрона-Менделеева и уравнение
Ван-дер-Ваальса.
Структура термодинамики
Важнейшими исходными понятиями термодинамики являются внутренняя энергия
системы, макроскопическая работа и теплота. Физическая природа теплоты не
рассматривается. Термодинамика является аксиоматической наукой. Фундамент
теории образуют четыре постулата, или принципа.
В российской научной традиции их принято также называть началами
термодинамики и нумеровать, начиная с нулевого.
Индивидуальность системы, ее специфика отражается в двух уравнениях
, которые
необходимо использовать при теоретическом решении конкретных задач. Это
уравнение состояния P(V,T) и уравнение, отражающее зависимость внутренней
энергии системы от ее температуры и объема U(T,V). Эти уравнения «компенсируют»
отсутствие модели материального тела. Они могут быть получены эмпирически, как
результат огромного числа измерений или взяты в пользование из статистической
теории.
Задача термодинамики
Постулаты позволяют получать многочисленные соотношения между различными
макроскопическими параметрами в аналитической форме. Макроскопические
свойства системы могут быть полностью описаны на основе этих уравнений и
экспериментальных данных о теплоемкостях.
Полное термодинамическое описание вещества на полуэмпирической основе
является основной задачей термодинамики.
12
ТЕМА 2
СТАТИСТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ МОЛЕКУЛЯРНЫХ
ЯВЛЕНИЙ
2.1
2.2
Идеальные статистические системы
Продвигаться от простого к сложному – один из важнейших принципов стратегии
обучения. Поэтому мы начнем освоение статистического подхода на примере
молекулярных систем находящихся при таких условиях, когда их можно считать
идеальными.
Полная энергия идеальной статистической системы является аддитивной величиной:
Модели молекулярных систем
Классификация
Системы
Идеальные –
структурные
элементы почти не
взаимодействуют
между собой.
Неидеальные -
структурные
элементы
взаимодействуют
между собой.
Классические
Проекции координат и
импульсов всех
молекул (x,y,z,p
x
,p
y
,p
z
),
описывающие их
поступательные,
вращательные и
колебательные
движения.
Квантовые
Набор квантовых
чисел (n, l, m, s,…),
определяющих
энергетические
состояния частиц.
Характерным
признаком для
выражения энергии
квантовых систем
является h –
постоянная Планка.
с
Д
жh ⋅⋅
=
−34
1062.6
Степени свободы
– число независимых
переменных, которыми
определяется состояние
системы.
Независимые
переменные
Непрерывные
переменные.
Дискретные
переменные
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
