//////

Miesięczne archiwum: Styczeń 2010

OPIS LICZBY I RODZAJU

Następnie opisujemy liczbę i rodzaj cząstek należących do układu oraz objętość, jaką on zajmuje. To załatwia sprawę identyfikacji ukła­du i jego miejsca w przestrzeni. Teraz powin­niśmy wyliczyć i określić wszystkie stany dy­namiczne, które mogą być stanami tego układu. Oznacza to wyszczególnienie każdej możliwej wartości pędu cząstki lub odpowiadającej jej fali (jest to w rzeczywistości łatwiejsze do wy­konania niż się wydaje). Ponieważ przypusz­czamy, że rozumiemy fizykę tego układu, mię­dzy pędem i energią zachodzi znana nam rela­cja i są określone wszystkie możliwe stany energetyczne układu. Możemy wyobrazić sobie te stany jako odpowiednią liczbę pudełek, w które wkładamy cząstki lub kwanty. Maże­my więc teraz zastanowić się, na ile sposobów uda się nam to uczynić i ewentualnie wyśle­dzić rozkład najbardziej prawdopodobny, ten o  największym stopniu nieuporządkowania.

DOKŁADNA ODPOWIEDŹ

Aby jednak dać dokładną odpowiedź, potrze­bujemy opisać coś więcej. Musimy określić dwie wielkości. Jedną jest całkowity pęd ukła­du. W układzie stacjonarnym tyle samo cząstek i kwantów będzie miało jednakowe pod wzglę­dem wartości pędy skierowane w jedną stronę, co i w stronę przeciwną. W tych warunkach’ całkowity pęd będzie zerowy. Rozważanie po­ruszających się układów powinno doprowadzić nas do tajemnych rejonów termodynamiki re­latywistycznej, zatrzymajmy się więc przy w łych, prostych, codziennych sprawach. Drugą; wielkością, którą powinniśmy określić, jest całkowita energia układu. Tą wielkością jest suma energii kinetycznej i energii ruchu drgającego wszystkich składników układu.

ENERGIA CIEPLNA

Jest to energia cieplna lub, prościej mówiąc, ilość ciepła zawarta w układzie, ciepło bowiem jest ni­czym innym, jak tylko energią chaotycznego ruchu jego składników. Jeśli dane jest całkowite ciepło zawarte w układzie, to możemy wyprowadzić najbardziej prawdopodobny rozkład energii czy pędu między poszczególnymi; cząstkami lub kwantami i na tej podstawie wywieść pewne średnie wielkości, takie jak średnia energia kinetyczna cząstki lub średnia amplituda jej fali. Możemy także obliczyć sto-‚ pień nieuporządkowania. Jeśli wzrasta ilość cie­pła w układzie, to wzrasta liczba możliwych sposobów rozłożenia cząstek i kwantów między dozwolone stany energetyczne, co oznaczą: większy stopień nieuporządkowania. Tak więc całkowita ilość ciepła zawartego w układzie okazuje się bardzo ważną wielkością, którą: powinno się określić w przypadku każdego układu.