Реферат Курсовая Конспект
Энтропия и вероятность - раздел Энергетика, Кинетическая энергия вращающегося тела и работа вращения Если Макросистема Находится В Неравновесном Состоянии, То Она Самопроизвольно...
|
Если макросистема находится в неравновесном состоянии, то она самопроизвольно будет переходить в состояние с большей вероятностью – равновесное.
Вместе с тем, все самопроизвольные процессы согласно второго закона в замкнутых макросистемах сопровождаются возрастанием энтропии. Поэтому, между S макросистемы в каждом состоянии и вероятностью того же состояния должна существовать определенная связь. Эта связь была найдена Больцманом:
Рассмотрим для примера самопроизвольный изотермический процесс расширения газа в вакуум от V1до V2 , (A=0) , , рис. . Вначале газ находится в объеме V1, он отделен легкой перегородкой, затем ее мгновенно убирают, газ расширяется, но работы не совершает, т.к. ничто ему не препятствует, A=0, Q=0; , поскольку, T=const.
0 V1V2V0
Рис.
Найдем вероятности размещения молекул газа в объемах и .
Вероятность одной молекулы находиться в объеме
Вероятность всех N молекул находиться в объеме равна , как вероятность независимых событий.
Вероятность всех N молекул находиться в объеме отсюда отношение этих вероятностей: (*)
Приращение энтропии здесь считают по обратимому изотермическому процессу.
, т.к.
Тогда, подставляя сюда отношение объемов из уравнения (*), получим:
|
Т.е., следует знаменитая формула Больцмана: .
Принцип возрастания энтропии со статистической точки зрения привел Больцмана к фундаментальному выводу: все макросистемы стремятся переходить от состояний менее вероятных к состояниям более вероятным. При этом сама энтропия характеризует степень беспорядка в макросистеме: состояниям с большей S соответствует больший беспорядок.
С этим связана и необратимость реальных самопроизвольных тепловых процессов: они протекают так, что беспорядок в макросистеме растет. С этим связано и то, что любой вид энергии в итоге переходит во внутреннюю, т. е., в состояние при котором «хаос» максимален. Это состояние называется равновесным, его энтропия S=max, распределение молекул по скоростям будет максвелловским.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Кинематические уравнения движения траектория путь... Кинетическая энергия вращающегося тела и работа вращения... Термодинамические системы Термодинамические параметры и процессы...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Энтропия и вероятность
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов