Статистика и второе начало термодинамики

Второе начало термодинамики — это общий закон природы, действие которого простирается на самые разные системы. Второе начало термодинамики носит статистический характер и применимо только к системам из большого числа частиц, т. е. таким, поведение которых подчиняется законам статистики. Второе начало получает более полное физическое разъяснение в статистической термодинамике. [c.109]

В чисто статистических явлениях хаотического ансамбля свобода является продуктом свободы. Если бы только совершались явления, в которых меньший беспорядок порождал больший беспорядок, то эволюция мира была бы направлена к равновесному состоянию с максимальным значением энтропии, к вечному и полному покою. Такая перспектива развития отражена в концепции "тепловой смерти", сформулированной У. Томпсоном в 1852 г. Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц, обсуждая второе начало термодинамики, отмечают "Согласно результатам статистики Вселенная должна была бы находиться в состоянии полного статистического равно- [c.22]

Таким образом, хотя законы статистики дают не абсолютно достоверные, а лишь наиболее вероятные результаты, второе начало термодинамики остается совершенно точным законом, если не выходить за рамки его применимости. [c.411]

Согласно результатам статистики, — писали Л.Д. Ландау и Е.М. Лифшиц, обсуждая второе начало термодинамики, — Вселенная должна была бы находиться в состоянии полного статистического равновесия. Между тем ежедневный опыт убеждает нас в том, что свойства природы не имеют ничего общего со свойствами равновесной системы, а астрономические данные показывают, что то же самое относится и ко всей доступной нашему наблюдению колоссальной области Вселенной [320. С. 45]. Это действительно так. Ведь само существование органического мира и его взаимоотношение с неорганическим миром есть не что иное, как гигантский неравновесный процесс. И тем не менее, знание классической термодинамики является совершенно необходимым при изучении свойств любых больших ансамблей, в том числе и необратимых. [c.439]

Из сопоставления общих принципов механики и статистической физики следует, что они не только различны, но и противоречат друг другу. Наиболее четко это проявляется в том, что в механике процессы обязаны быть обратимыми во времени, в то время как второе начало термодинамики постулирует необратимое увеличение энтропии. Это значит, что ни принципы механики, ни принципы термодинамики не являются на самом деле достаточно общими и существует промежуточная область явлений, описание которых требует особого подхода ). Проследив детально переход от механики к статистике и термодинамике, мы сможем локализовать то место, в котором нарушаются принципы механики и возникает статистическое описание. При этом возникает необходимость пересмотра некоторых, казалось бы, привычных и установившихся понятий. [c.259]

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]

Поэтому область термодинамики ограничена в отношении размеров исследуемых тел. Они должны быть достаточно велики, чтобы было обеспечено выравнивание случайных событий микромира. Этому требованию удовлетворяют, впрочем, даже весьма малые, с нашей точки зрения, тела, так как уже в одной булавочной головке содержится молекул больше, чем ведер воды в Каспийском море. Однако благодаря прогрессу экспериментальной техники (микроскопы, ультрамикроскопы и т. д.) нашему изучению стали доступны крупицы вещества, слагающиеся из сравнительно небольшого числа частиц. Понятно, что для выяснения свойств каждой такой крупицы, взятой в отдельности, законы статистики уже не пригодны. Поэтому к таким крупицам вещества не применимы и законы термодинамики (вытекающие из второго начала). [c.18]

Второй подход можно назвать модельным . Теории этой группы отличаются прежде всего тем, что в них с самого начала выбирают ту или иную физическую модель воды. Статистико-механическая разработка модели приводит к выражению для статистической суммы воды, а через нее — к термодинамике. [c.11]

Если историческое развитие науки действительно представляет собой самопроизвольный статистико-детерминистический процесс совершенствования структурной организации научного мировоззрения, то механизм этого процесса должен описываться бифуркационной термодинамической моделью. Следовательно, ему должны быть свойственны закономерности, присущие явлениям возникновения из хаоса пространственно-временных упорядоченных структур как в естественных, так и в экспериментальных диссипативных системах. Непременное условие появления такой структуры заключается в энергетическом и/или материальном обмене диссипативной системы с окружающей средой. В отличие от самопроизвольных равновесных процессов, при которых все части системы хаотизируются и, следовательно, вносят положительный вклад в общее увеличение энтропии, в нелинейных неравновесных процессах в закритической области имеет место диспропорционирование энтропии между подсистемами, происходящее без нарушения второго начала термодинамики. Уменьшение энтропии при создании упорядоченной структуры сопровождается одновременным, большим по абсолютной величш1е, увеличением энтропии остальной части изолированной системы. Сходство в этом отношении эволюции научного мировоззрения с известными процессами структурной самоорганизации физических, химических и биологических открытых систем представляется очевидным. [c.27]

В классических и позднейших произведениях по термодинамике мы не нахЬдим не подчиненного статистике безупречно строгого обоснования термодинамических неравенств, за исключением, пожалуй, того хода рассуждений, который был разработан Планком. Гиббс в своих термодинамических сочинениях без доказательства просто постулировал критерии равновесия. Термодинамические неравенства давно безоговорочно приняты всеми не потому, что они были строго доказаны в термодинамике, но потому, что к ним как к главному и важнейшему выводу, в отношении которого не оставалось возможности сомневаться, привело статистическое истолкование второго начала. Что же касается чисто термодинамических выводов неравенств из невозможности перпетуум-мобиле второго рода или из других достаточно широких формулировок второго начала, то, за исключением упомянутого доказательства Планка, они подчас оказывались настолько нестрогими, что многие авторы склонны были усматривать в этой части термодинамики неисправимый логический изъян. Этим и объясняется, что в ряде солидных руководств, таких как термодинамика Буасса, отрицается возможность чисто термодинамического, не основанного на статистике, обоснования теоремы о возрастании энтропии. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология