Глава 5. Статистическое описание равновесных состояний.
Статистический метод описания состояний макроскопических тел (термодинамических систем) основывается на определении статистических закономерностей случайного (теплового) движения отдельных микрочастиц тела. Несмотря на то, что переменные (координаты и скорости), описывающие движение отдельных, взаимодействующих между собой микрочастиц тела (атомов и молекул), изменяются случайным образом, и предсказать их значения в следующий момент времени не представляется возможным, изменение их средних значений происходит закономерно. Аналогичным закономерным образом изменяются и средние значения любых функций от переменных, использующихся для описания движения, таких, например, как квадрат или модуль скорости поступательного движения молекулы.
Наблюдаемые параметры термодинамической системы (температура, давление и т.д.) определяются как средние значения соответствующих функций от переменных, описывающих движение микрочастиц. Разработкой методов определения свойств макроскопических тел через параметры, описывающие движение и взаимодействие микрочастиц, из которых эти тела состоят, занимается статистическая физика.
В этой главе рассматривается один из разделов статистической физики, посвященный описания равновесных состояний и, соответственно, равновесных процессов. Описанием процессов, возникающих при нарушении равновесия, в частности процессов переноса в газах, занимается физическая кинетика, краткое представление о которой дано в шестой главе.
- Глава 1. Первое начало термодинамики
- 1.1. Термодинамические состояния и термодинамические процессы
- 1.2. Внутренняя энергия и температура термодинамической системы
- 1.3. Методы измерения температуры
- 1.4. Адиабатически изолированная система
- 1.5. Первое начало термодинамики
- Глава 2. Уравнения состояния термодинамических систем.
- 2.1. Уравнение состояния идеального газа
- .2. Основные положения молекулярно-кинетической теории
- 2.3. Экспериментальные подтверждения молекулярно-кинетической теории
- 2.4. Теплоёмкость идеального газа
- 2.5. Адиабатический процесс
- 2.6. Политропический процесс
- 2.7. Газ Ван-дер-Ваальса
- Глава 3. Второе и третье начала термодинамики.
- 3.1. Тепловые машины
- 3.2. Цикл Карно
- 3.3. Расчет цикла Карно для реального газа
- 3.4. Второе начало термодинамики
- 3.5. Теорема Карно
- 3.6. Термодинамическая шкала температур
- 3.7. Неравенство Клаузиуса
- 3.8. Термодинамическая энтропия
- 3.9. Закон возрастания энтропии
- 3.10. Третье начало термодинамики
- Глава 4. Описание термодинамических процессов.
- 4.1. Основное неравенство и основное уравнение термодинамики
- 4.2. Термодинамические потенциалы
- 4.3. Применение термодинамических потенциалов для описания эффекта Джоуля-Томсона
- 4.4. Принцип Ле-Шателье - Брауна
- 4.5. Введение в термодинамику необратимых процессов
- Глава 5. Статистическое описание равновесных состояний.
- 5.1. Функция распределения
- 5.2. Распределение Больцмана
- 5.3. Принцип детального равновесия
- 5.4. Распределение Максвелла
- 5.5. Экспериментальная проверка распределения Максвелла
- 5.6. Распределение Максвелла-Больцмана
- 5.7. Каноническое распределение Гиббса
- 5.8. Равновесные флуктуации
- 5.9. Статистическое обоснование второго начала термодинамики
- Глава 6. Явление переноса.
- 6.1. Термодинамические потоки
- 6.2. Описание явлений переноса в газах
- 6.3. Эффузия в разреженном газе
- 6.4. Броуновское движение
- 6.5. Производство энтропии в необратимых процессах
- Глава 7. Равновесие фаз и фазовые превращения.
- 7.1. Агрегатные состояния вещества
- 7.2. Условия равновесия фаз
- 7.3. Явления на границе раздела газа, жидкости и твердого тела
- 7.4. Фазовые переходы первого рода
- 7.5. Диаграммы состояния
- 7.6. Фазовые переходы второго рада
- 7.7. Критические явления при фазовых переходах