Глава 18. Второе начало термодинамики.

Опыт показывает, что если величина N достаточно велика, то мы никогда не дождемся, чтобы все молекулы собрались в одной половине. С другой стороны законы классической механики и квантовой обратимы во времени.

Если мы заснимем на пленку процесс распределения молекул по двум половинам и после этого прокрутим пленку в обратную сторону, то увидим, что молекулы опять соберутся в правой половине. Такой процесс не запрещается законами физики, но реально этот процесс мы не могли бы наблюдать. Такой процесс тем не менее реален, но маловероятен. По существу он реализуется единственным способом. Ситуации, когда молекулы распределяются поровну между двумя половинами реализуется наибольшим числом способов. Система переходит в наиболее вероятное состояние (стремится это делать). Уравнение Больцмана исключает из рассмотрения маловероятные процессы и становится необратимым во времени. Чтобы характеризовать это количественным образом вводят понятие энтропии. Рассмотрим систему, состоящую из N молекул:

6-мерное фазовое пространство, 3 физических координаты (x,y,z) и 3 импульса. Все пространство разбивается на одинаковые параллелепипеды таким образом, чтобы удовлетворялось соотношение неопределенности:

ħ = ħ = ħ

Под микросостоянием системы понимается конкретное распределение молекул в 6-мерном пространстве. Под статическим весом понимается число микросостояний, соответствующих данному микросостоянию.

Пусть система состоит из двух подсистем.

Дата добавления: 2015-07-15