Связь энтропии с микроскопическими состояниями

Число сегментов в макроскопических частях эластомера достаточно велико, поэтому эластомеры можно рассматривать как макроскопически однородную систему. Для изучения свойств систем из большого числа частиц эффективно использовать подходы термодинамики и статистической физики. Описание поведения эластомера с этих позиций основано на том, что реализуемость его микроскопического состояния носит вероятностный характер. Наиболее вероятными микросостояниями являются состояния термодинамического равновесия. Вероятностное поведение эластомера, как и всякой термодинамической системы, отличает его от детерминированного поведения, рассматриваемого в классической механике. Покажем, что в термодинамическом смысле физическая природа упругости эластомеров отличается от традиционных материалов, например, металлов, и связана прежде всего с изменением энтропии, а не внутренней энергии твердого тела [63, 72, 249]. [c.70]

Свободная энергия Гиббса 120, 133, 134, 155, 166, 194-196, 237 Связь энтропии с микроскопическими состояниями 101 Сжимаемости фактор 165, 167 Сжимаемость изотермическая 170 Сила потенциальная 75 [c.455]

Увеличение энтропии при переходе системы между двумя заданными устойчивыми состояниями связано с возрастанием случайности или неупорядоченности системы, хотя правильно понять это можно лишь в рамках статистической термодинамики, рассматривающей происходящие в системе события на микроскопическом уровне. Таким образом, непосредственная связь между потерянной работой и образованием энтропии является следствием того факта, что максимально возможную работу можно совершить лишь в полностью упорядоченном процессе. Иначе говоря, система должна проходить через последовательность устойчивых состояний, а значит, процесс должен быть обратимым. Следовательно, потеря работы в необратимом процессе обусловлена невозможностью поддержания полной упорядоченности при переходе системы из одного энергетического состояния в другое. Поэтому неудивительно, что потерянная работа (или диссипация, как ее называют при некоторых условиях) непосредственно связана с образованием энтропии в данном процессе. В рамках теоретико-информационного подхода к статистической термодинамике [16] потерянная работа оказывается в прямой связи с потерей термодинамической информации, или с возрастанием неопределенности вследствие необратимости рассматриваемого процесса. Так, поскольку в необратимом процессе система не [c.252]

Следуя традиции, оправдавшей себя при введении канонических распределений (см. т. 2, гл. 1), рассмотрим сначала изолированную равновесную статистическую систему (см. рис.5а), т.е. систему, макроскопическое состояние которой определяется заданными параметрами ( , V, о, iV). Ради технического удобства параметр а временно отмечать не будем. Согласно микроканоническому распределению Гиббса все микроскопические реализации этого состояния, сосредоточенные в энергетическом слое ( , + б ), равновероятны, а число всех этих состояний определяет статистический вес данного макроскопического состояния системы Г( , У, ЛГ). Однако равновесному термодинамическому состоянию системы, обладающему всеми характерными для него свойствами (см. т. 1, 1), которое мы условно будем называть 0-состоянием (состоянием с нулевым отклонением от равновесного в любой точке внутри системы), отвечает только часть этих реализаций, которая составляет лишь главную асимптотическую (в предельном статистическом понимании) часть от статистического веса Г. Именно эта часть статистического веса связана с равновесным (а значит, в удельном выражении пространственно однородным) значением энтропии [c.31]

Находяш уюся в распоряжении неполную информацию можно использовать только для предсказания будуш его в вероятностных терминах очевидно, что информация, если она неполна при 1 = О, обычно убывает при > 0. В этом смысле Н (величину, убываю-ш ую со временем) можно интерпретировать как величину имею-ш ейся информации о микроскопической динамике системы слово имеюш аяся означает, что она имеется у какого-то макроскопического прибора следовательно, закон убывания информации есть не субъективное, а объективное свойство Вселенной на макроскопическом уровне. Иными словами, величина Н должна быть чем-то, что может быть также измерено макроскопически однако с этой точки зрения она потеряет всякую связь с понятием информации, так как полная информация на макроскопическом уровне отлична от полной информации на микроскопическом уровне (в первом случае это объемы, состав, массовые скорости, температуры и т. д., во втором — положения и скорости большого числа частиц). Доэтому не нужно удивляться, обнаружив, что Н, т. е. величина информации на микроскопическом уровне, связана с энтропией, которая в макроскопической термодинамике определена так, что не имеет ничего общего с количеством информации и, конечно, есть часть информации на макроскопическом уровне. Эта интерпретация подсказана свойством необратимости энтропии и доказывается тем, что в равновесных состояниях, как будет показано в следующем параграфе, [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...