ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Флуктуации из "Химическая термодинамика" При большом числе частиц всегда происходят отклонения их количества (в единице объема) от средней величины, вызывающие колебания в свойствах системы. Вследствие хаотического движения частиц такая неодинаковость числа молекул в равных частях общего объема системы постоянно изменяется. Поэтому все статистические величины, такие, как плотность, концентрация растворов, давление, температура и т. д., подвержены самопроизвольно происходящим случайным отклонениям от некоторой средней величины, которой обычно оперируют. Эти отклонения носят название флуктуаций (ими объясняются такие явления, как цвет неба, отчасти синий цвет моря, опалесценция в критической точке и т. д.). [c.97] Практическое значение флуктуаций чрезвычайно велико. Они обусловливают постепенность изменений. Без них совершенно по-иному происходили бы такие процессы, как, например, кристаллизация, образование тумана и многие другие. [c.97] Флуктуации делают невозможным измерение какой-либо величины с очень высокой степенью точности. Так, чтобы можно было обнаружить ток в цепи, сила его должна быть больше флуктуации силы тока. В настоящее время только в электрических приборах достигнута столь высокая степень точности, что флуктуации оказывают влияние на их работу ( ползание нуля гальванометра, дробный эффект в фотоэлементе и т. д.). [c.97] Так как в реальных системах число частиц очень велико, то как сами флуктуации, так и вызываемые ими отклонения от хода процесса, соответствующего термодинамическим законам, будут ничтожно малы. Поэтому для обычных систем наиболее вероятное направление процесса совпадает с фактическим его направлением. Иначе говоря, событие приобретает характер неизбежности. Следовательно, причиной необратимости процессов является очень большое число частиц в обычных системах. Явления, происходящие на границе макро- и микросистем (высокодисперсные системы), уже в значительной степени обратимы. [c.98] Однако для систем, состоящих лишь из нескольких частиц, термодинамические понятия, будучи статистическими, утрачивают свой смысл. Нельзя, например, говорить о давлении или об энтропии одной молекулы. Для таких систем пропадает различие между порядком и беспорядком, а следовательно между теплотой и работой. По этой причине и закон возрастания энтропии теряет смысл. С увеличением же числа частиц, т. е. с переходом к обычным системам, наиболее вероятное становится достоверным . Другими словами, для микросистем на первый план выступает статистический характер второго начала, а для обычных —его содержание, определяемое формулировками, приведенными в предыдущем разделе. [c.98] Решение. Использовать флуктуации для построения вечного двигателя (второго рода, так как речь идет об изотермическом процессе) невозможно. Если предполагаемая микромашина и будет настолько подвижной, чтобы испытывать действия флуктуаций в рабочем теле, то- вследствие молекулярной природы сам механизм будет подвержен флуктуациям. Последние будут случайно действовать то в одну, то в другую сторону, т. е. флуктуации в приспособлениях совершенно не будут согласованы с флуктуациями в рабочем теле. Следовательно, утверждение о невозможности вечного двигателя второго рода справедливо и при статистическом рассмотрении физических систем. [c.98] Вернуться к основной статье