Основные понятия статистической термодинамики

Основные понятия статистической термодинамики [c.89]

Такое построение учебника должно позволить использовать его более гибко для различных курсов физической химии, отличающихся объемом использования статистической термодинамики. В этом отношении автор надеется, что учебник можно будет использовать для курса физической химии в различных химических вузах. В конце книги приведен предметный указатель в форме словаря основных понятий химической термодинамики. [c.4]

Кинетическая теория газов показывает, что такие понятия, как температура и давление, играющие основную роль в термодинамике, обладают по существу статистической природой, т. е. являются выражением некоторых свойств вещества, обусловленных совместным действием очень большого числа частиц. Температура определяется средней кинетической энергией поступательного движения, хотя кинетическая энергия отдельных частиц может значительно отличаться от этой величины. Точно так же давление газа выражает суммарный эффект ударов молекул о стенку сосуда и является величиной, средней для большого числа молекул, которые обладают в момент удара самыми различными количествами движения и ударяются о стенку под самыми различными углами. Статистической природой обладают и такие величины, как плотность. [c.210]

Отсюда следует непосредственное построение книги. В первой главе обсуждаются основные понятия, в последующих разрабатывается формализм. Автор рассматривает примеры, показывающие применение выводов термодинамики, но не приводит систематического обсуждения различных классов веществ. Это вполне оправдано, поскольку термодинамические соотношения не зависят от специфических свойств веществ. Для термодинамических расчетов они должны быть всегда взяты из эксперимента. Теоретическим изучением свойств веществ занимается статистическая термодинамика. [c.11]

Первая часть посвящена термодинамике, вторая—статистической механике, третья — учению о скоростях химических процессов, непосредственно опирающемуся на статистическую механику. В четвертой части освещены основы и физико-химические применения учения о строении атома и молекулы. Однако уже в первой части при изложении физического смысла основных понятий и законов используются молекулярные представления. [c.9]

Дырочная теория жидкости также рассматривает движение молекул в ячейках. Допускается, что число ячеек значительно больше числа молекул. В связи с этим часть ячеек не заполнена молекулами. Такие ячейки называются дырками. С этим понятием связано и название самой теории. Число ячеек определяется из анализа основного термодинамического условия равновесия — минимального значения энергии Гиббса. Для расчета основных термодинамических характеристик используются, как и в теории свободного объема, понятия и уравнения статистической термодинамики. Результаты, полученные с помощью теории свободного объема и дырочной теории, во многих случаях находятся в хорошем согласии с опытными данными. Методами статистической механики удалось также получить уравнения для расчетов ряда неравновесных процессов вязкое течение жидкости, теплопроводность и др. Уравнения связывают характерные константы процессов (коэффициенты теплопроводности, вязкости) со свойствами молекул и с межмолекулярным взаимодействием. [c.232]

Основное уравнение кинетической теории газов Ц3 2. Понятие о статистической термодинамике Ц6 [c.5]

При этом будут рассмотрены лишь те вопросы, которые имеют отношение к теории горения. В 2 будут сформулированы общие законы термодинамики, в 3 изложены основные положения статистической механики идеальных газов. В 4 устанавливаются условия химического равновесия при фазовых переходах и химических реакциях в газах (реальных и идеальных) и в конденсированных фазах (реальных и идеальных). В этом же параграфе указаны методы расчета состава равновесных смесей. В 5 вводится понятие о теплоте реакции и описаны методы определения этой величины, а также обсуждается расчет адиабатической температуры пламени. В последнем параграфе ( 6), посвященном конденсированным системам, выводится правило фаз и обсуждаются зависимости давления пара и точки кипения от концентрации, также осмотическое давление и другие вопросы, [c.434]

Основные понятия. Так как в этой книге рассматриваются свойства растворов, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, мы ограничимся здесь изложением некоторых понятий и методов статистической термодинамики. [c.45]

В первой части монографии изложена краткая история биологической физики, рассмотрены основные понятия и законы термодинамики и статистической физики, а также описаны великие парадоксы физики, анализ которых имеет принципиальное значение для понимания сути некоторых важнейших проблем биологической физики. [c.2]

Предварительно полезно очень коротко вспомнить некоторые положения равновесной статистической термодинамики. Основные понятия термодинамики обычно вводятся на примере газа под поршнем. Здесь будет более уместным рассмотреть растяжение полоски несжимаемой резины. Сила растяжения / зависит от длины полоски и от ее температуры Т. Чтобы изменить длину на малую величину йЬ, нужно совершить работу б/ = (11. Внутренняя энергия тела изменяется как при растяжении полоски, так и в результате ее нагревания или охлаждения [c.198]

Учебное пособие состоит из трех частей. В первой части излагаются общие основы классической термодинамики исходя нз качественных представлений об атомно-молекулярной структуре макроскопических тел. Во второй части основные понятия и соотношения термодинамики обобщаются для многокомпонентных и многофазных систем переменного состава и применяются для изучения химических реакций, фазовых превращений и расчета термодинамических свойств веществ. В третьей части излагаются основы статистического метода расчета термодинамических свойств веществ в идеально газовом состоянии и выводятся уравнения, позволяющие проводить такого рода расчеты по данным о структуре и энергетических состояниях атомов и молекул. [c.2]

Объем книги и общий уровень изложения в ней не дают возможности систематически изложить основы квантовой химии, на автор стремился познакомить студента с основными методами ее необходимыми для понимания выводов и квантовомеханических представлений, используемых в книге. В дополнениях дана характеристика волнового уравнения Шредингера, основы квантовомеханической теории атома водорода и элементы квантовомеханической теории химической связи. Расширено рассмотрение молекулярных спектров. Значительное внимание уделено методам электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса, нашедшим широкое применение при исследовании разных вопросов и уже на данной стадии развития подводящим к пониманию особенностей тонких и сверхтонких изменений в состоянии частиц. Введены основные сведения об элементах симметрии молекул и кристаллов. Описаны расчетные методы статистической термодинамики и основные понятия термодинамики необратимых процессов. Введено вириальное уравнение состояний и другие соотношения, используемые для расчета свойств неидеальных газов в широкой области температур и давлений. Приведен дополнительный материал, характеризующий особенности свойств веществ при высоких и очень высоких температурах. Описаны особенности внутреннего строения и свойств полимерных материалов. [c.12]

О корреляторах или кумулянтах можно почитать, например, в [35] н [45]. Понятия и основные положения равновесной статистической термодинамики изложены во многих учебниках, в том числе в [29, 33, 69]. В [33] рассматривается случай произвольного числа пар сопряженных термодинамических параметров, которые обозначаются Л,-, а . Наше обозначение термодинамических параметров заимствовано из этого учебника. Принятая в 2 трактовка близка к той, которая дана в [63]. [c.40]

Основные обозначения 306 Основные понятия 306 Начала термодинамики 310 Термодинамические потенциалы 312 Условия термодинамического равновесия и термодинамической 323 устойчивости систем Распределения Гиббса и связь с термодинамическими величинами 326 Статистические суммы, статистические интегралы 329 Сводка основных термодинамических величин 333 Вычисление термодинамических характеристик химически реагирующей среды 335 Термодинамика необратимых процессов 346 Постулаты термодинамики необратимых процессов 347 Принцип симметрии кинетических коэффициентов 349 Нелинейная термодинамики необратимых процессов 350 Потоки и термодинамические силы в термодинамике необратимых [c.6]

Теория полупроводников является составной частью физики твердого тела, которая сформировалась на базе квантовой механики, статистической физики и термодинамики. Основные свойства полупроводников могут быть правильно поняты только в свете этих наук. Без этого изложение теории полупроводников свелось бы к простому перечислению экспериментальных данных. Большая часть современной литературы по полупроводникам требует от читателя достаточно глубоких знаний перечисленных наук. Данная книга рассчитана на читателя, предварительная подготовка которого ограничивается изучением курсов общей физики и химии и начал высшей математики в объеме, предусмотренном программами для средних учебных заведений. В связи с этим первые две главы книги посвящены вопросам термодинамического равновесия, различимости и неразличимости микрочастиц, скоростей молекулярных процессов, а также природы химической связи и кристаллического строения твердого тела. [c.5]

Общеизвестно, что такие термодинамические понятия, как теплота, энтропия, температура, имеют статистический смысл. Известно также, что-приложимость термодинамики ограничена так же, как и приложимость статистики, необходимостью, чтобы каждое изучаемое тело содержало достаточно большое число частиц. Термодинамика исходит в основном из первого и второго начал, статистика исходит из законов механики и из законов теории вероятности. Мостом между этими двумя дисциплинами является соотношение между энтропией и термодинамической вероятностью состояния,, а именно энтропия с точки зрения статистики есть величина, пропорциональ- [c.9]

Использование статистических представлений позволяет н только выяснить физический смысл закона возрастания энтропии, который заключае бя в переходе системы из менее вероятного в более вероятное состояние, но и- в ряде случаев строго вывести этот закон из уравнений, описывающих изменение функции распределения во времени. В частности, ниже будет показано, что второе начало термодинамики для необратимых процессов (1.3.15) может быть выведено из так называемого основного кинетического уравнения. Прежде чем переходить к этому выводу, введем некоторые новые понятия. [c.68]

Развитие естественных наук далеко не сразу достигло уровня, необходимого для установления фундаментальных зависимостей между явлениями живой и неживой природы. Долгое время, вплоть до второй четверти XX в., физическое, химическое и особенно биологическое мировоззрения развивались в значительной мере независимо. Это был период раздельного естествознания, т.е. в значительной мере автономного существования трех его основных областей. Совершенствование их структурных организаций здесь происходило главным образом за счет локальных, возникающих в пределах отдельных областей, бифуркационных изменений, резко обрывавших термодинамические ветви кумулятивного накопления научных данных. Локальными физическими бифуркациями можно считать, например, становление термодинамики и статистической физики, создание теории электромагнитного поля и теории относительности, разработку квантовой механики. Эти и ряд других выдающихся достижений физики открывали пути к изучению совершенно новых явлений, приводили к качественно новым понятиям, к коренному пересмотру существовавшего физического мировоззрения. Конечно, локальными они оставались недолго, но их воздействие на другие области естествознания осуществлялось через изменение структурной организации физических знаний, физического мировоззрения. [c.29]

Пособие содержит изложение основных понятий, законов и методов физической химии, необходимых для углубленного и ускоренного усвоения неорганической, органической и биологической химии. Книга состоит из 2-х частей. Первая посвящена рассмотрению строения и состояния вещества, причем материал излагается в рамках единого подхода к вещсству как к. системе из взаимодействующих электронов и ядер, из которых образуются молекулы, а затем и макроскопические системы. Строго и достаточно просто разбирается ряд пс1Ложений квантовой механики и статистической физики, на которых базируется изучение строения и состояния вещества в современной химии. Во второй части рассмотрены термодинамика и кинетика химических процессов. [c.335]

Книга представляет собой фундаментальный труд крупного специалиста по термодинамике профессора К- А. Путилова. Она охватывает как общие вопросы термодинамики, так и ряд приложений, связанных главвым образом с химическими проблемами,в ней широко использованы и статистические методы. В монографии нашли отражение оригинальные исследования ее автора по уточнению основных понятий и законов термодинамики. Последовательность и доходчивость изложения сочетаются с научной строгостью и полнотой. [c.2]

Следующий важнейший шаг как с точки рения построения кинетической теории газов, так и одновременно с точки зрения развития обш,ей проблемы статистических закономерностей в физике был сделан Больцманом, который, исходя из конкретных представлений механики о взаил5одейстиии молекул га.чл посредством парных столь новений, вывел свое основное интегро-дифференциальное ураипепие для функции расиределения частиц но скоростям. Это уравнение, называел5ое кинетическим уравно нием Больцмана, представляет собой математическую формулировку статистического закона изменения во времени и пространстве распределения молекул газа но скоростям, обусловленное как внешними воздействиями сил и полей па газ, так и взаимодействием молекул газа между собой благодаря их столкновениям. Кинетическое уравнение позволило с помощью /-теоремы Больцмана дать атомистическое истолкование второго начала термодинамики. При этом был вскрыт статистический смысл понятия энтропии, установлена связь энтропии с вероятностью состояний ансамбля частиц газа. [c.14]

Так как в статистических системах (термодинамика) направление энтропии и функциональное понимание времени однонаправлены, то возникает желание их приравнять и взаимоувязать. При таком подходе можно сделать гипотетическое предположение, что "время опять вернется, когда состояние Вселенной повторится". Но состояние, точнее переход из одного состояния в другое - есть информация (см. определение 8 в основном тексте). Времени нет - есть информация. Подставив вместо понятия времени понятие информацию с обратным знаком, так как время в физических системах разрушает информацию, получим энтропия информация, или негэнтропия информация (знак означает эквивалентны). [c.201]