ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Транзитивность равновесия из "Макроскопическая необратимость и энтропия Введение в термодинамику " Вся термодинамика исследует по существу только свойства макроскопических тел в равновесии. Однако область ее применения не так узка, как могло бы показаться. Поскольку, вероятно, всякое равновесие всегда неполное, а любую систему можно задержать в произвольный момент самого бурного процесса, неполные равновесия не являются исключительными среди всевозможных макросостояний сложных физических систем. И все-таки неполное равновесие коренным образом отличается от неравновесных состояний, на которые оно макроскопически может быть очень похоже. Когда на систему накладываются связи, фиксирующие ее внутренние параметры, она останавливается переходит при этих фиксированных параметрах в равновесие и ее кинетика погашается. До сих пор очень мало известно об этом процессе, так как в земных условиях весьма редко приходится иметь дело с действительно быстрыми изменениями. [c.31] В настоящем параграфе будут рассмотрены самые простые и общие свойства равновесных состояний. Поскольку с равновесными состояниями приходится постоянно сталкиваться в обыденной жизни, многие их свойства могут показаться очевидными . Однако мы должны или вывести их из принципа необратимости (определяющего само понятие равновесия), или, если последнее окажется невозможным, постулировать эти свойства как экспериментальные факты. Ссылка же на очевидность , конечно, недопустима, так как от того, что явление постоянно происходит перед нами, оно может стать привычным, но не понятным. [c.31] В сложной системе (Ед) + (Ед), как требует принцип необратимости, в конце концов наступит равновесие. При этом энергия 8 совершенно определенным образом распределится между (Ед) и (Ея). Принцип необратимости утверждает, что это распределение, как и все вообще свойства равновесного состояния, однозначно определяется значениями механических параметров и энергией всей системы. В формулировке принципа необратимости, констатирующего опытные факты, ничего не говорится о характере связи между частями системы. Следовательно, если, не меняя механических параметров, изменить характер теплового контакта между (Ед) и (Ед), оставляя связь слабой (и значит, не меняя общей энергии), то это никак не должно будет отразиться на равновесном состоянии. Распределение энергии между частями системы (т.е. энергии 8а и 8в) останется прежним, и сами состояния частей А и В тоже не изменятся. Постепенно ослабляя связь между (Ед) и (Е ), можно наконец совсем ее уничтожить, т. е. просто отделить системы (Ед) и (Е ) друг от друга. Их равновесие при этом не нарушится, и каждая из них останется в том же состоянии, в котором они находились, будучи связанными. [c.32] Таким образом, от находящейся в равновесии термически однородной системы можно отделить какую-либо слабо с ней связанную часть, ничего не меняя ни в состоянии отделяемой части, ни в остающихся частях системы. Это важное свойство можно назвать отделимостью. Чтобы не было недоразумения, надо сразу же подчеркнуть, что свойство это полностью макроскопическое. С микроскопической точки зрения, конечно, есть существенная разница между состоянием системы, связанной с другими системами, и состоянием изолированной системы. В первом случае ее энергия не постоянна, а флуктуирует, переходя к ее соседям. Во втором случае энергия строго постоянна. Но в макроскопических телах флуктуации малы и указанная разница незаметна. [c.32] Свойство отделимости всем знакомо, так что нет смысла приводить примеры. [c.32] На основании двух сформулированных выше свойств можно доказать важнейшее свойство теплового равновесия — транзитивность. [c.33] Короче говоря, если первое состояние может быть в равновесии со вторым, а второе — с третьим, то и первое может быть в равновесии с третьим. [c.34] Поскольку общая энергия не изменилась, 5Е + 58 + 58 = 0. [c.34] Вернуться к основной статье