Механика, молекулярная физика и термодинамика. Полицинский Е.В. - 188 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (Механика, МКТ, термодинамика) Полицинский Е.В.
188
С макроскопической точки зрения
это состояние будет неразличимо от тех
состояний, при которых вместо молеку-
лы
a
в одной половине сосуда находятся
молекулы
b
,
c
,
d
,
e
или
f
(рис.148).
а
b, c
d, e, f
Рис. 147. Молекулы газа
С микроскопической точки зрения все эти состояния раз-
личны. Таким образом, в этом случае одно и то же макроскопическое
состояние может быть осуществлено с помощью шести различных с
микроскопической точки зрения состояний, то есть одному макросо-
стоянию соответствует шесть микросостояний. Это число микросостоя-
ний можно определить, если подсчитать число сочетаний из 6 по 1, ко-
торое, как нам известно из математики, определяется так:
6!
6
5!1!
W
= =
.
b d e f c
a, c, d, a, b, a, b, a, b, a, b,
f, e c, e, f c, d, f c, d, e d, e, f
Рис. 148. Возможные микросостояния
Из рассмотренных нами состояний наиболее вероятным явля-
ется состояние, при котором в каждой половине сосуда находятся по
три молекулы, то есть для газа, на который не действуют внешние силы,
наиболее вероятным является равномерное распределение молекул по
всему объему.
Представление о термодинамической вероятности состояний
позволяет понять особенности второго начала термодинамики. Как по-
казал Больцман, термодинамическая вероятность определяет физиче-
скую величину называемую энтропией.
Энтропия связана с термодинамической вероятностью соотно-
шением
S k nW
= ⋅
ℓ
(397),
где
k
– постоянная Больцмана.
Таким образом, можно дать следующее определение. Энтро-
пия – скалярная физическая величина, характеризующая макросо-
стояние термодинамической системы, и численно равная постоян-
ной Больцмана, умноженной на
ℓ
термодинамической вероятности
этого состояния. Согласно уравнению
S k nW
= ⋅
ℓ
, возрастание энтропии

Страницы