Макросостояние

Вероятность существования системы в данном состоянии определяется на основе понятия термодинамической вероятности. Термодинамическая вероятность определяется как число микросостояний, определяющих данное макросостояние системы. Под микросостоянием понимается состояние каждой частицы в системе, задаваемое скоростью и координатами, а макросостояние системы определяется их Р и Г и другими параметрами. Одному и тому же макросостоянию может соответствовать большое число различных микросостояний. Однако неизменность макросостояния системы не означает неизменности микросостояний частиц в ней. Частицы в данном объеме хао-.тически перемещаются, сталкиваются друг с другом и происходит непрерывное изменение их микросостояний. Но если эти изменения эквивалентны, то макросостояние остается одним и тем же. Математическая и термодинамическая вероятности были связаны между собой Л. Больцманом в форме выражения [c.100]

Термодинамическая вероятность определяется как число микросостояний, определяющее данное макросостояние системы. Она всегда больше 1. При ш = 1 энтропия равна нулю. [c.83]

Вероятность каждого макросостояния пропорциональна числу микросостояний, которыми оно осуществляется. Это число называется термодинамической вероятностью. Этой величиной в статистической физике пользуются как мерой вероятности состояния. [c.104]

Под смешением на макроуровне, или под макросостоянием системы, понимают смещение агрегатов молекул. Поступающая жидкость разделяется на отдельные агрегаты, равномерно [c.106]

Мерой вероятности состояния системы в термодинамике принято считать энтропию 5 — величину, пропорциональную логарифму числа равновероятных микросостояний, которыми может быть реализовано данное макросостояние. Энтропия имеет размерность энергии, деленной на температуру обычно ее относят к 1 молю вещества мольная энтропия) и выражают в Дж/(моль-К). [c.78]

Характеризовать в этом смысле состояние системы оказалось удобнее ие самой вероятностью осуществления данного макросостояния, а величиной, пропорциональной ее логарифму. Эта вели-мна называется энтропией. Э zi т р о п и я (5) связана с числом [c.197]

Состояние любой совокупности частиц можно охарактеризовать двояко 1) указать значения непосредственно измеряемых свойств вещества, таких, например, как его температура и давление это характеристика макросостояния вещества 2) указать мгновенные характеристики каждой частицы вещества — ее положения в пространстве, скорости и направления перемещения это характеристика микросостояния вещества. Так как тела состоят из огромного числа частиц, то данному макросостоянию отвечает колоссальное число различных микросостояний при не- [c.33]

Число микросостояний, с помощью которых осуществляется данное макросостояние вещества, называется вероятностью его состояния (ш). Таким образом, величина ьи есть число различных способов реализации данного состояния вещества. [c.34]

Допуская, что все 9 макросостояний системы с энергией Еп будут равновероятны (см. 89), для вероятности одного из них р1 получаем [c.294]

При введении жидкости в макросостоянии концентрация реагента в агрегатах молекул уменьшается так же, как в периодически действующем реакторе. Концентрация реагента изменяется в зависимости от длительности его пребывания в аппарате, определяемой функцией отклика. [c.107]

Влияние условия состояния системы (микро- или макросостояние) существенно сказывается на степени превращения для нелинейных систем в реакторе идеального смешения (см. табл. М-2 и рис. У-2). [c.107]

Идеальное вытеснение (микро- или макросостояние) [c.108]

Идеальное смешение Макросостояние [c.108]

Решение этих основных задач требует рассмотрения множества микросостояний, совместимых с внешними условиями, в которых находится система. Это является необходимым, так как заданному макросостоянию, т. е. условиям, в которых находится система, соответствует обычно чрезвычайно большое множество микросостояний, с помощью которых это макросостояние реализуется. Если заданы условия, в которых находится 1 моль идеального газа, например его объем и температура (его макросостояние), то с микроскопической точки зрения этим условиям удовлетворяет огромное число микросостояний. При заданном макроскопическом состоянии нельзя указать, в каком именно микроскопическом состоянии находится система, и статистическая термодинамика для решения своих задач должна применить теорию вероятностей, т. е. ее метод должен быть статистическим. Естественно допустить, что наблюдаемые на опыте величины могут быть найдены как средние величины, вычисленные по множеству допустимых микросостояний. Этим именно путем и идет статистическая термодинамика. В зависимости от внешних условий, в которых находится изучаемая система, в статистической термодинамике применяется вычисление двух видов средних а) микроканони-ческих средних, вычисляемых при условии, что энергия системы постоянна (изолированная или замкнутая система). При этом все микросостояния являются равноправными, и следует допустить, что они являются равновероятными б) канонических средних, т. е. средних, вычисляемых при условии, что температура системы постоянна (система в термостате). При этом предполагается, что система находится в состоянии термодинамического равновесия. Для системы, [c.288]

Порядок реакции 1/2 Идеальное вытеснение (микро- или макросостояние) [c.108]

Сложнее обстоит дело у систем, которые не находятся в состоянии равновесия. Макросостояние таких систем приходится описывать параметрами, характеризующими состояние отдельных частей системы, и естественно число таких параметров будет значительно больше числа параметров, описывающих макросостояние при термодинамическом равновесии. Макроскопическое описание состояния, широко применяющееся в классической термодинамике, оставляет вне рассмотрения молекулярное строение системы. Реальное существование молекул и других частиц, из которых построены тела, делает возможным, по крайней мере принципиально, применять наряду с макроскопическим описанием состояния так называемое микроскопическое описание. Такое описание характеризует систему с помощью величин, определяющих возможно более детально состояние каждой частицы. Это описание будет различным в зависимости от того, можно ли применять к частицам системы законы классической механики или поведение частиц системы нужно рассматривать с точки зрения квантовой механики. Первые работы по статистической механике были выполнены при описании микросостояния с помощью классической механики, причем был получен ряд ценных результатов, но вскоре выяснилось, что применение последней оказывается законным только в предельных случаях. Более общие результаты, хорошо оправдывающиеся на опыте, получаются при применении квантовой механики. Статистическая физика, основанная на применении классической механики, оказывается частным случаем статистической физики, основанной на применении квантовой механики. [c.285]

Возрастание вероятности различных макросостояний по мере наступления состояния термодинамического равновесия можно показать на простом примере. Пусть начальное состояние газа задано таким распределением N молекул, что все они находятся в одной по- [c.289]

Термодинамическая вероятность системы W число микросостояний, которые соответствуют данному макросостоянию при неизменном равновесном состоянии, определяемом параметрами Р, Т н V. [c.98]

Рис. Х-1. Поток идеализированных жидкостей в микро- и макросостояниях. Опыты с применением трассирующих веществ не позволяют отличить эти типы потока один от другого однако химические реакции, протекающие в жидкостях при микро-и макросостояниях, имеют различные характеристики

Постараемся ответить на вопрос, как различаются характеристики систем при нахождении жидкости в микро- и макросостояниях в реакторах различных типов В первую очередь нас заинтересуют химические системы, состоящие из одной жидкости, а затем системы, в которых для проведения химической реакции обязательно соприкосновение двух жидкостей. [c.301]

Когда в проточный реактор идеального смешения попадает жидкость, находящаяся в макросостоянии, то концентрация исходного [c.303]

Поскольку концентрация компонента А при макросостоянии жидкости не мгновенно уменьшается до концентрации на выходе реакционной массы из проточного реактора идеального смешения, то и характеристики процесса, естественно, отличаются от тех, которые соответствовали превращению вещества в жидкости, находящейся в микросостоянии. I [c.303]

Таким образом, доля непревращенного реагента в отводимом потоке определяется степенью превращения исходного вещества в совокупности глобул, составляющих данный поток. Следовательно, для потока жидкости, находящейся в макросостоянии, который выходит из проточного реактора идеального смешения, можно записать [c.304]

Данное выражение является исходным для расчета степени превращения в проточном реакторе идеального смешения, если жидкость находится в макросостоянии. Частное решение уравнения (Х,5) получается после подстановки в него зависимости, характеризующей скорость интересующей нас реакции. Поясним это на примерах. [c.304]

Подставляя это выражение в уравнение (Х,5), получаем формулу для расчета степени превращения исходного вещества, которое исчезает по реакции /г-го порядка в жидкости, находящейся в макросостоянии и проходящей через проточный реактор идеального смешения. Далее вычисленное значение можно сравнить со степенью превращения, определенной для жидкости в микросостоянии. [c.306]

Записать формулировку физическб го противоречия на макроуровне оперативная зона в течение оперативного времени должна (указать физическое макросостояние, например быть горячей ), чтобы выполнять (указать одно из конфликтующих действий), и должна (указать противоположное физическое макросостояние, например быть холодной ), чтобы выполнять (указать другое конфликтующее действие или требование). [c.195]

Записать формулировку физического противоречия на микроуровне в оперативной зоне должны быть частицы вещества (указать их физическое состояние или действие), чтобы обеспечить (указать требуемое по 3.3 макросостояние), и не должны быть такие частицы (или должны быть частицы с противоположным состоянием или действием), чтобы Обеспечить (указать требуемое во 3.3. другое мак-росостоание). [c.196]

Исходным понятием является термодинамическая вероятность состояния системы . В главе И (стр. 104) эта величина уже определялась как число микросостояний, т. е. число разных распределений молекул по их состоянию (координаты, скорости, энергия), соответствующее данному макросостоянию или термодинамическому состоянию. Там же было дано уравнение Больцмана (1П, 34) S=AlnlF, связывающее термодинамическую вероятность с энтропией. [c.327]

Причины такой направленности процесса можно понять, есл -еначала рассмотреть систему, содержащую небольшое число мола-кул. Пусть в сосуде находятся всего две молекулы, которые обозначим 1 и 2. Равномерное распред(шение газа между обеими частями сосуда, соотизтствующее определенному макросостоянию гааа может осуществиться двумя микросостояниями [c.192]

Состояние любой совокупности частиц можно охарактсризоиать двояко 1) указать значения непосредственно измеряемых свойств вещества, таких, например, как его температура и давление это характеристикн жакросостояния вещества 2) указать мгновенные характеристики каждой частицы вещества — ее положение в пространстве, скорость и направление перемещения это характеристики микро со стояния вещества. Поскольку тела состоят из огромного числа частиц, то данному макросостоянию отвечает колоссальное число различных микросостояний, так как при неизменном состоянии вещества, например, его температуры, положение частиц и скорость их движения в результате их перемещения претерпевают непрерывные изменения. [c.176]

Для объяснения такого монотонного поведения энтропии Больцман, а затем Планк выдвинули гипотезу, что каждому макроскопическому состоянию с заданной энергией можно приписать определенный статистический вес (термодинамическую вероятность), под которым следует понимать число микросостояний, совместимых с указанным макросостоянием. Для системы, находящейся в определенном энергетическом состоянии с уровнем энергии каждая линейнонезависимая функция определяет одно микросостояние, а поэтому статистический вес следует определить, как число линейно-независимых функций, соответствующих данному уровню Если энергия системы определена макроскопически, т. е. задана средней энергией Е, под статистическим весом следует понимать совокупность микросостояний, которые соответствуют этой средней энергии. Разные макросостояния будут иметь разные вероятности их реализации, и процесс достижения термодинамического равновесия, следуя Больцману и Планку, в замкнутой системе можно интерпретировать в среднем как переход от менее вероятных состояний к более вероятным, т. е. [c.289]

В случае, если характеристики какой-либо жидкости не позволяют отнести ее ни к первому, ни ко второму типу состояния, то такую жидкость, по Данквертсу, принято называть частично сегрегированной. В микросостоянии жидкость не обладает никакими свойствами, связанными с присутствием глобул молекул и, наоборот, свойства жидкости, находящейся в макросостоянни, целиком определяются наличием глобул. Реальная жидкость в той или иной степени проявляет промежуточные свойства, которые зависят собственно от жидкости и от системы, в которой происходит смешение. [c.301]

Нормально считается, что жидкость находится в микросостоянии. Поэтому все предыдущие выводы о закономерностях протекания реакций в гомогенных системах основывались именно на указанном положении. Посмотрим теперь, как будут осуществляться процессы в периодически действующих реакторах, реакторах идеального вытеснения и в проточных реакторах идеального смешения в случае нахождения жидкости в макросостоянии и как сегрегирование молекул влияет на характеристики процессов в этих реакторах. [c.302]

Пусть периодически действующий реактор заполнен жидкостью, содержащей реагент А и находящейся в макросостоянии. Поскольку химический процесс в каждой глобуле протекает как бы в миниатюрном реакторе периодического действия, степень превращения вещества А во всех глобулах одинакова и аналогична величине Х , достигаемой в этом реакторе при нахождении жидкости в микросостоянии. Таким образом, для процессов, проводимых в периодически действующих реакторах, степень сегрегирования молекул не оказывает влияния ни на степень превращения исходных веществ, ни на состав полученных продуктов. Это положение справедливо, разумеется, только тогда, когда в каждой глобуле содержится достаточно большое количество молекул. [c.302]

Различие характеристик проточного реактора идеального смешения прн переходе жидкости от микросостояния к макросостоянию показано графически на рис. Х-3—Х-5. Из сопоставления изображенных кривых видно, что с увеличением степени сегрегирования жидкости характеристики реактора улучшаются при протекании в нем реакций с порядком больше единицы наоборот, характеристики ухудшаются при реакциях с порядком меньше единицы. Формулы, на основании которых были составлены эти графики, сведены в табл. 37. Другой способ построения аналогичных графиков разработан Гринхалом и др. . [c.306]

Руководство по физической химии (1988) -- [ c.90 ]

Общая химия 1982 (1982) -- [ c.192 ]

Общая химия 1986 (1986) -- [ c.184 ]

Физико-химическая кристаллография (1972) -- [ c.88 , c.91 ]

Физическая химия Том 1 Издание 5 (1944) -- [ c.404 ]

Общая химия Издание 18 (1976) -- [ c.188 ]

Общая химия Издание 22 (1982) -- [ c.192 ]

Химическая термодинамика (1950) -- [ c.52 ]

Курс химической термодинамики (1975) -- [ c.61 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.96 ]

Курс общей химии (0) -- [ c.96 ]

Предмет химии (0) -- [ c.96 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология