Головна |
Розширення «газу» з чотирьох молекулРозглянемо простий приклад, що дозволяє обчислити ймовірності різних станів і наочно показує, як збільшення числа частинок в системі призводить до того, що процеси стають незворотними, незважаючи на оборотність законів руху мікрочастинок. Нехай у нас є «газ» в посудині, що складається всього лише з чотирьох молекул. Спочатку все молекули перебувають у лівій половині судини, відокремленої перегородкою від правої половини (рис. 5.12, а). Приберемо перегородку, і «газ» почне розширюватися, займаючи весь посудину. Подивимося, наскільки ймовірним є те, що «газ» знову стиснеться, т. Е. Молекули знову зберуться в одній половині судини. У нашому прикладі макросостояніе буде характеризуватися зазначенням числа молекул в одній половині посудини безвідносно до того, які саме молекули тут знаходяться. Мікростану задаються розподілом молекул по половин посудини із зазначенням того, які саме молекули займають дану половину судини. Пронумеруємо молекули цифрами 1, 2, 3, 4. Можливі 16 різних микросостояний, всі вони зображені на малюнку 5.12, а - д. Мал. 5.12 Імовірність того, що всі молекули зберуться в одній половині (наприклад, лівої) судини, дорівнює: так як цього макросостояніе відповідає одне Мікростан (див. рис. 5.12, а, б). Імовірність же того, що молекули розподіляться порівну, буде в б разів більше: так як цього макросостояніе відповідає шість микросостояний (див. рис. 5.12, д). Імовірність того, що в одній половині посудини (наприклад, лівої) буде три молекули (а в інший відповідно одна молекула), дорівнює (див. Рис. 5.12, в, г): Велику частину часу молекули будуть розподілені по половин судини порівну: це найбільш ймовірне стан. але приблизно досить великого інтервалу часу спостереження молекули будуть займати одну з половин судини. Таким чином, процес розширення звернемо і «газ» знову стискається через порівняно невеликий проміжок часу. Знайдемо молярну теплоємність газу при постійному обсязі. Відповідно до визначення теплоємності | Теплоємність газу при постійному тиску | Адіабатний процес | Теплообмін в замкнутій системі | Незворотність процесів в природі | Другий закон термодинаміки | Неможливо здійснити такий періодичний процес, єдиним результатом якого було б отримання работиза рахунок теплоти, взятої від одного джерела. | Протиріччя між оборотністю микропроцессов і необоротністю макропроцесів | Мікроскопічна та макроскопічне стану | імовірність стану | |