УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА. - презентация

1 УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

2 Физическая и химическая кинетика ЛЕКЦИЯ 6 «Число возможных микросостояний равновесной системы N частиц» Лектор: Селезнев Владимир Дмитриевич Авторы курса: В.Д. Селезнев, К.И. Корякин

3 3 Цель лекции: Определение условий равновесия изолированных систем по максимуму энтропии.

4 4 ПЛАН ЛЕКЦИИ: Определение распределения частиц по энергии, максимизирующего число возможных состояний при заданной суммарной энергии. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы. Условия равновесия подсистем, обменивающихся частицами, импульсом и энергиями.

5 5. Определение распределения частиц по энергии, максимизирующего число возможных состояний при заданной суммарной энергии

6 6. Условный максимум энтропии

7 7. Глобальный и условный экстремум функции двух переменных

8 8. Метод неопределенных множителей Лагранжа

9 9. Нормировка на число частиц и общую энергию

10 10. Химический потенциал

11 11. Среднее число частиц на одно состояние j-той подсистемы, максимизирующее число возможных состояний при заданной суммарной энергии 1

12 12. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

13 13. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

14 14. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

15 15. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

16 16. Локальная температура

17 17. Локальная температура

18 18. Средняя скорость системы частиц

19 19. Эффективное число состояний одной частицы в системе с температурой Т

20 20. Эффективное число состояний одной частицы в системе с температурой Т

21 21. Эффективное число микросостояний Г 1 (Т)

22 22. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

23 23. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

24 24. Число возможных состояний и энтропия равновесной системы

25 25. Условия равновесия подсистем, обменивающихся частицами, импульсом и энергиями

26 26. Пример неравновесного состояния

27 27. Обмен частицами, импульсом и энергиями между подсистемами

28 28. Условия изолированности всей системы

29 29. Энтропия системы как функция изменяющихся во времени параметров подсистемы

30 30. Условия связи параметров подсистемы

31 31. Условия равновесия подсистем, обменивающихся частицами, импульсом и энергиями

32 32. Условия равновесия подсистем, обменивающихся частицами, импульсом и энергиями

33 33. Условия равновесия подсистем, обменивающихся частицами, импульсом и энергиями

34 34. Условия равновесия подсистем, обменивающихся частицами, импульсом и энергиями

35 35 Выводы по лекции Условиями равновесия являются равенства средних долей занятых состояний, средних кинетических энергий хаотического движения, приходящихся на одну частицу, и средних скоростей подсистем. Последнее равенство средних скоростей в статистике и термодинамике обычно не рассматривают, т.к. опускают возможность разных скоростей двух подсистем, но для газа это необходимо учитывать. Последнее равенство средних скоростей в статистике и термодинамике обычно не рассматривают, т.к. опускают возможность разных скоростей двух подсистем, но для газа это необходимо учитывать.

36 36 Список литературы к лекции 6 Зубарев Д.Н. Статистическая механика неравновесных процессов / Д.Н. Зубарев, В.Г. Морозов, Г. Рёнке. М.: Физматлит, с. Пригожин И. Современная термодинамика от тепловых двигателей до диссипативных структур / И. Пригожин, Д. Кондепуди. М: Мир, с. Ландау Л.Д. Теоретическая физика: учеб. пособие. В 10 т. Т.6. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. 5-е изд. М.: Физматлит, с.

37 37 Спасибо за внимание!

38 38 Вопросы?