ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
17
Макроскопическое и микроскопическое состояния системы
Характеризует всю систему в
целом и описывается
макроскопическими параметрами.
Выделяют внутренние и внешние
параметры. Внутренние:
давление, температура, степень
диссоциации, полный магнитный
момент. Внешние: объем,
характеристики внешних силовых
полей (например:
Е, В, g).
При нахождении в одном и том же макросостоянии система беспрерывно меняет свои
микросостояния. Для квантовых систем осуществляется переход из одного дискретного
состояния в другое. В случае классических моделей возникает проблема различия
микросостояний, поскольку координаты и скорости меняются непрерывно. Эта трудность
была преодолена путем разбиения конфигурационного пространства и пространства
импульсов на ячейки
. Объем ячейки в конфигурационном пространстве равен
303
10
−
≈d м
3
, где d – характерный диаметр молекулы. Объем ячейки в пространстве
импульсов возможно определить из квантово-механических представлений:
3
3
3
d
h
p =Δ
.
После разбиения пространства на ячейки была получена система, в которой смена
состояний происходит дискретным образом, поэтому количество состояний в такой
системе можно подсчитать. Число доступных системе микросостояний очень велико,
поэтому для определения вероятности микроскопического состояния используется аналог
частотного определения вероятности.
Для полного понимания и успешного усвоения учебного материала по молекулярной
статистике необходимо изучить раздел «Элементы теории вероятности» (приложение к
теме 2). Чтобы продолжить лекцию, нам следует непосредственно обратиться к
определениям из пункта 2.4(см. приложение).
Состояния статистической системы
Макроскопическое
состояние
Каждое макроскопическое состояние системы
осуществляется посредством громадного множества ее
микроскопических состояний.
Мгновенное состояние,
задается набором параметров,
характеризующих все частицы
в системе. Для классической
системы: набор координат,
импульсов; для квантовой
системы: набор квантовых
чисел (n, l, m, s,…)
Микроскопическое
состояние
18
Вероятность состояния статистической системы
Статистические постулаты
Молекулярная статистика как научная теория опирается на два основополагающих
допущения, не имеющих в настоящее время доказательств, и поэтому называемых
постулатами. Несмотря на это все последующие положения, законы, следствия и выводы
теории имеют строгие логические доказательства и экспериментальные подтверждения.
Вероятность состояния
Вероятность по ансамблю:
a
aj
ja
N
N
P = - вероятность
нахождения частицы в j-ой ячейке,
−
aj
N
число систем в ансамбле, в
которых частица находится в j-ой
ячейке,
−
a
N число систем в ансамбле.
Поскольку многократное
проведение испытаний для
молекулярной системы даже как
мысленный эксперимент
невозможно, поэтому в
молекулярной физике эта
процедура заменяется
одномоментной фиксацией
состояния объекта во всех
системах микроканонического
ансамбля.
0
Γ
Γ
=
α
α
P , 1,
0
>>ΓΓ
α
,
где
0
Γ - общее число
микросостояний, доступных для
системы,
α
Γ - число микросостояний,
приводящих к данному
состоянию
α
;
α
Γ - термодинамическая
вероятность макроскопического
состояния.
Вероятность
микроскопического
состояния
Вероятность
макроскопического
состояния
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
