ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Флуктуации из "Физическая химия" Из предыдущего параграфа и из гл. XI следует, что системы, находящиеся в термостате или изолированные, способны выходить из равновесного состояния. Такие самопроизвольные переходы носят название флуктуаций. [c.375] Флуктуации, очевидно, часто возникают в малых замкнутых системах или в малых частях больших систем. Равновесию отвечает постоянство плотности газа ири заданной температуре. Однако в малых областях возможны флуктуации плотности — отклонение ее от среднего значения. Эти флуктуации определяют рассеяние света атмосферой и синий цвет неба. Вблизи критической температуры флуктуации плотности пара приводят к локальным конденсациям, что вызывает так называемую критическую опалесценцию. Таким образом, флуктуации в малых объемах могут привести к макроскопическим изменениям. [c.375] Возникновение новой фазы (например, конденсация пара или кристаллизации жидкости) также связано с флуктуациями. Действительно, конденсированная фаза малого объема менее устойчива по сравнению с фазой большого объема, так как обладает дополнительной свободной поверхностной энергией. При определенных условиях термодинамически возможно образование фазы большого объема, но фаза малого объема может быть термодинамически неустойчива. Между тем фаза большого объема не может возникнуть сразу, минуя стадии малых размеров. Следовательно, как это далее будет более детально рассмотрено (гл. XVIII), зародыши новой фазы могут возникнуть лишь в результате флуктуации. Рост их приведет к термодинамически устойчивой фазе. [c.375] Аналогичные обстоятельства имеют место при химических реакциях в конденсированных системах, так называемых топохимических реакциях. [c.375] XI мы нашли для изолированной системы наиболее вероятное (равновесие) распределение, отвечающее закону Больцмана. Как уже отмечалось, другие распределения возможны, но менее вероятны. Вероятность этих распределений можно HaHTH из значений отвечающей им энтропии. [c.375] Таким образом, вероятность флуктуаций определяется уменьшением энтропии, ею вызываемой. [c.376] Зд сь ( ,-г работа внешнего источника, необходимая для совершения флуктуации. Формула (XIV.27) отвечает закону распределения Больцмана, так как отдельные молекулы газа могут рассматриваться как системы, находящиеся в термостате. [c.376] Рассмотрим в качестве примера применения формулы (Х1У.27) флуктуацию плотности идеального газа. Очевидно, что в малых объемах газа вероятность флуктуации плотности больше, чем в больших. [c.376] Мы должны рассмотреть вероятность самопроизвольного йзменения объема подсистемы на с1 У. Давление в подсистеме р будет отличаться от давления в системе ро, поскольку происходит сжатие или расширение подсистемы. [c.376] Каково должно быть Ц,., чтобы У/Уй было 1 % 1/У Л = 1/100 Л =10 молекул. [c.377] Флуктуация плотности делают газовую среду оптически неоднородной, как бы мутной . Это приводит к явлению рассеяния света. Так как интенсивность рассеянного света растет с уменьшением длины волны, то синий свет рассеивается сильнее, Этцм объясняется синий цвет неба. [c.377] Объем стекол близок к объему твердых металлов, по в ряде отношений они обладают замечательными свойствами. Они обладают высокой прочностью (так РеВуо прочнее угольных нитей) и в то же время хрупкость их мала и они способны к некоторой пластической деформации (достигающей иногда десятков процентов до разрушения). Поэтому металлические стекла используются как упрочняющие в композиционных материалах. Они обладают высокой твердостью и износостойкостью и используются как режущие кромки. Характер дефектов в стеклах существенно другой, чем в кристаллических телах. В частности, в них отсутствуют границы зерен. [c.378] Стекла обладают очень высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой и рядом ценных магнитных свойств, что привело к применению их в качестве сердечников в индуктивных составляющих электронных схем, силовых трансформаторов, записывающих магнитных головок и др. [c.378] Металлические стекла обладают высокой устойчивостью по отношению к коррозии, мало подвержены радиационным повреждениям. [c.378] Вернуться к основной статье