Макроскопические принципы

Более или менее ясно, что такая хаотичность микроскопического движения, приводящая к потере памяти на больших интервалах времени, связана с тем, что в природе не бывает совершенно изолированных систем, и, как бы мы ни старались, по-видимому, в принципе невозможно изолировать систему от всего на свете. Однако никому еще толком не удалось показать, каким образом эта хаотичность вытекает из других фундаментальных законов природы. Поэтому утверждение о хаотичности микроскопического движения нужно рассматривать как гипотезу, и возможно, что в каких-то микроскопических деталях она не совсем точна. Однако все ее макроскопические следствия оказываются в прекрасном согласии с экспериментальными фактами. Мы будем называть эту гипотезу гипотезой о молекулярном хаосе. [c.14]

Совокупность всех взаимодействующих друг с другом тел, участвующих в данном процессе, всегда можно считать единой изолированной системой те тела, которые в процессе не участвуют, не оказывают на него никакого влияния. Отсюда следует, что любой тепловой процесс должен быть непременно связан с установлением термодинамического равновесия. Потому что с макроскопической точки зрения ничего другого в изолированной системе происходить не может (флуктуации не в счет). Поэтому в принципе все тепловые процессы должны быть необратимыми. Они должны идти только в одном направлении —в сторону установления равновесия и должны сопровождаться возрастанием энтропии системы. [c.97]

Первоначальные попытки осмыслить предположение Планка о дискретности энергии осциллятора не заходили слишком далеко. С облегчением было замечено, что ввиду малости А эта дискретность не играет никакой роли для макроскопических осцилляторов, энергия которых неимоверно велика по сравнению с Аоа/2я. Поэтому возникла идея, что классическую механику нужно просто дополнить новым принципом, позволяющим отбирать из всех возможных классических движений только те, энергия которых имеет разрешенную величину. [c.177]

В отличии от термодинамики, синергетика оперирует с принципами, базирующимися на микроскопических (или мезоскопических) теориях с предсказанием макроскопического поведения системы. Г. Хакен [6] показал, что принцип максимума информационной энтропии, являющийся аналогом принципа максимума энтропии Больцмана позволяет даже для сложных систем, находящихся вдали от равновесия, использовать макроскопические свойства системы для предсказания микроскопических свойств системы, если в процессе ее эволюции образуются макроструктуры. [c.11]

Несмотря на то, что гравитационные и электрические взаимодействия лежат в основе всего бесчисленного разнообразия механических явлений, анализ явлений, особенно макроскопических, оказался бы весьма сложным, если бы во всех случаях мы исходили из этих фундаментальных взаимодействий. Поэтому удобно ввести другие, приближенные, силы (которые в принципе могут быть получены из фундаментальных сил). Это необходимо для того, чтобы упростить математически задачу настолько, чтобы ее можно было практически решить. [c.44]

Отметим также, что принцип 11 был сформулирован А. А. Ильюшиным под названием принцип макроскопической определимости. [c.38]

Перейдем теперь к выводу полной системы гидродинамических уравнений, которые описывают движение гелия П макроскопическим (феноменологическим) образом. Согласно изложенным выше представлениям речь идет о составлении уравнений движения, описывающегося в каждой точке не одной, как в обычной гидродинамике, а двумя скоростями v и v . Оказывается, что искомая система уравнений может быть получена вполне однозначным образом, исходя из одних только требований, налагаемых принципом относительности Галилея и необходимыми законами сохранения (причем используются также свойства движения, выражаемые уравнениями (137,1) и (137,2)). [c.711]

Исходными положениями для получения этих соотношений являются молекулярные свойства — свойства макроскопической обратимости. Принцип макроскопической обратимости может быть строго выведен из законов механики. Причем макропроцессы подчиняются законам механики и не могут быть необратимыми. [c.238]

Как уже отмечалось ранее, согласно принципу Онзагера (см. с. 186), временная эволюция флуктуационных процессов в равновесной системе в среднем описывается макроскопическими уравнениями вида (7.199). Следовательно, для усредненных флуктуационных переменных ( ) (7.186) справедливы уравнения [c.189]

Принцип Онзагера является основополагающим в термодинамике неравновесных процессов (гл. 8). Доказательство соотношений Онзагера (7.207) основано на отмеченном выше предположении о том, что макроскопическим уравнениям вида (7.199), [c.191]

Метод термодинамики заключается в строгом математическом развитии некоторых постулатов или исходных аксиом, являющихся обобщением общечеловеческого опыта познания природы и допускающих прямую опытную проверку во всех областях знаний. Термодинамика, построенная по такому принципу, носит наименование феноменологической термодинамики, которая изучает связь между макроскопическими величинами, характеризующими систему, например, между давлением, температурой и энергией, без описания микроскопических (атомных, молекулярных) явлений. Она опирается на строгие определения принятых понятий, прежде всего температуры и теплоты, а также на несколько общих аксиом, называемых законами термодинамики. [c.5]

Различие между классической статистической теорией и квантовой механикой состоит в следующем. В классической статистической теории предполагается, что в принципе мы можем проследить за судьбой, например, всех молекул газа и точно рассчитать их траектории. Но так как этих молекул очень много, то для расчета макроскопических величин нам достаточно знать не все точные величины, а небольшое количество средних. В противоположность этому в квантовом мире статистические свойства не вторичны, а первичны. [c.21]

Принцип неразличимости состоит в том, что любые две микрочастицы одного сорта, например два протона, абсолютно одинаковы по всем своим свойствам, т. е. принципиально неотличимы друг от друга. Такая абсолютная одинаковость свойственна только микрочастицам и совершенно невозможна в макроскопическом мире. Как бы мы ни старались, нам никогда не удастся, например, сделать два абсолютно одинаковых стальных шарика диаметром в 1 см. После любой сколь угодно точной обработки в этих шариках останутся какие-то индивидуальные особенности, по которым их можно будет отличить друг от друга, скажем, пользуясь сильным микроскопом. [c.70]

Проблемой исследования свойств макроскопических систем, находящихся в состоянии равновесия, на основании известных свойств образующих такие системы частиц занимается статистическая физика. Основная задача заключается в том, чтобы описать поведение системы, содержащей весьма большое число частиц (например, 1 кг или 1 кмоль реального газа), по свойствам и законам движения отдельных молекул, которые считаются заданными. Поведение макроскопических систем определяется закономерностями особого рода — статистическими закономерностями. Общие равновесные свойства системы (например, термодинамические параметры, характеризующие ее состояние) сравнительно мало зависят от конкретных свойств частиц и законов их взаимодействия. Это обстоятельство позволяет установить общие законы поведения систем и, в частности, законы теплового поведения макроскопических тел в состоянии равновесия например, методами статистической физики можно теоретическим путем получить уравнение состояния (разумеется, в ограниченном числе случаев). Следует отметить, что последовательное применение статистических методов нельзя осуществить на основе классической механики движения частиц. Даже для описания движения сравнительно тяжелых частиц (молекул) в объеме макроскопической системы, когда, казалось бы, справедливы положения ньютоновской механики, приходится использовать теорию движения микрочастиц— квантовую механику. Таким образом, получение уравнения состояния реальных газов теоретическим путем в принципе возможно, но для большинства практически важных случаев связано с непреодолимыми трудностями. Однако теория позволяет обосновать общий вид уравнения состояния. [c.100]

Для развиваемой ниже теории трещин в хрупких телах, в соответствии с принципом Сен-Венана, для правильного определения решений упругой задачи (на основании уравнений импульсов и уравнений совместности для поля состояний упругого тела в целом) нет необходимости вводить действительные или искусственные подходящие внутренние силы сцепления на малых участках уже реализованных бортов разрыва перемещений (вне 2) как внешние макроскопические поверхностные силы, входящие в граничные условия. [c.538]

Тейлор [24] применил этот критерий к анализу деформации поли-кристаллического алюминия, предположив, что все зерна деформируются одинаково и что пять систем скольжения, действующие в каждом зерне, являются теми, которые соответствуют принципу минимизации работы деформации. Далее, решая проблему усреднения фактора ориентировки ш при одновременном действии пяти систем скольжения, он приравнял работу, произведенную макроскопическим напряжением о при деформации йе, работе, совершенной несколькими системами скольжения. [c.14]

Здесь член PdV относится к изменению объема, не превышающему для пластических деформаций металла порядка сотых долей процента. Следовательно, этим членом можно пренебречь. Заметим, что речь идет о внешнем давлении, тогда как внутреннее (локальное) давление в окрестности дефектов структуры, уравновешивающееся по объему кристалла, может достигать огромных величин оно обусловливает деформационное увеличение энтальпии кристалла, эквивалентное росту внутренней энергии. Освобождение этой энергии при постоянном давлении происходит в количестве, эквивалентном выделившемуся при рекристаллизации количеству тепла 6Q = dH, по которому и определяется запас энергии упругих искажений. Если исключить обратимую деформацию тела, то для использования соотношения 6Q = dH в принципе неважно, что послужило причиной увеличения внутренней энергии (при постоянном давлении). Например, если каким-либо способом возбудить глубокие электронные оболочки атомов, то может отсутствовать не только макроскопическая деформация тела, но и локальная (возникающая в окрестности дислокации). При соответствующих условиях эта энергия возбуждения рассеивается в виде фононов, т. е. энтальпия переходит в тепло. [c.27]

Резюме. Скрытые микроскопические движения внутри механической системы, выражаемые циклическими переменными, не нарушают ни голономного характера макроскопической системы, ни справедливости принципа Гамильтона. Они игнорируемые , потому что их можно исключить. Они вызывают появление фиктивной потенциальной энергии, которую можно интерпретировать как потенциальную энергию приложенных сил. Это явление привело Герца к мысли [c.159]

В работе [2] этот принцип фигурирует как принцип местного качества и представляет собой создание детали с макроскопической неоднородностью свойств по сечению. [c.152]

В уравнении, отвечающем макроскопическому описанию системы, нет ничего, что указывало бы, в каком направлении произойдет ее намагничивание. В принципе равновероятны все направления. Если ферромагнетик будет содержать конечное число частиц, положение этого выделенного направления не стабилизируется, оно будет вращаться. Если мы, однако, рассмотрим бесконечно большую систему, то убедимся, что изменить направление намагничивания ферромагнетика не смогут [c.142]

Второй закон термодинамики применим только к макроскопическим системам — системам, состоянии из очень большого числа частиц. Принцип же возрастания энтропии в необратимых процессах справедлив только для изолированных, макроскопических систем. Распространение принципа возрастания энтропии за пределы изолированных макросистем ничем не оправдано. [c.98]

Микроскопический подход к описанию явления движения жидкости в пористой среде очень сложен. В принципе, имея информацию о системе, можно рассчитать траекторию движения каждой частицы жидкости. Однако такой подход практически бесполезен по причине того, что определение точной границы раздела твердое тело — жидкость невозможно кроме того, граница, если бы даже она была известна, настолько сложна, что задача не поддавалась бы математической обработке. Если бы даже можно было получить решение для траекторий отдельных частиц жидкости, то оно не представляло бы практической ценности, так как необходимы макроскопические или интегральные характеристики. [c.439]

В противоположность этим теориям, в основе которых лежат свойства макроскопических полей, единые квантовые теории поля (например, нелинейная теория поля Гейзенберга) исключают из исходных принципов макроскопические явления. Новой фундаментальной консгантой в теории Гейзенберга является комп-тоновская длина волны протона = яа 10 %. При этом [c.212]

Здесь необходимо подчеркнуть, что, хотя флуктуирующие параметры в открытой системе могут в принципе принимать любые значения, фактически отклонения от средних величин для макроскопических систем не велики (относительные флуктуации параметров малы). В термодинамическом пределе (1 - -оо, Л/ -voo, l//A/= onst) выражения для термодинамических величин, получаемые на основе применения микроканонического (7.1), канонического (7.5) и большого канонического (7.9) распределений, отличающихся условиями взаимодействия системы с окружающей средой, совпадают. Более детальное обоснование положения о малости относительных флуктуаций в открытых системах будет дано в 7.5. [c.157]

Согласно принципу Онзагера временная эволюция флуктуа-ционных процессов в равновесной системе в среднем также описывается макроскопическими уравнениями вида (7.177). Действительно, если рассматривать у как флуктуацию, то для значений [c.186]

То, что нейтральные каоны в сильных взаимодействиях разделяются по состояниям К" и К , а в слабых — ио состояниям и К1, приводит к очень своеобразным эффектам — макроскопическому действию принципа суперпозиции. Например, наблюдался следующий эффект (рис. 7.83), названный опытом Пайса — Пич-чиони ио именам предложивших его физиков. Пластинка 1 обстреливается пучком отрицательных пионов. В ней образуются К -ча- [c.412]

Детектором, или, что то же, регистратором ядерных частиц, мы будем называть устройство, дающее информацию о прохождении отдельных частиц через определенные макроскопические об-ллсти пространства. Основная трудность регистрации состоит в том, что эффект воздействия отдельной частицы на вещество с макроскопической точки зрения крайне мал. Наиболее заметным эффектом такого рода является ионизация вещества заряженной частицей. Поэтому работа подавляющего большинства существующих типов детекторов заряженных частиц основана на принципе использования ионизационной способности частиц. В немногих типах детекторов используется электромагнитное излучение заряженных частиц в среде. Действие нейтральных частиц на вещество слишком ничтожно для того, чтобы их можно было регистрировать непосредственно. Поэтому нейтральные частицы регистрируются по вторичным процессам исследуемые нейтральные частицы порождают заряженные, которые регистрируются по их ионизирующему действию. [c.468]

Следующая критическая точка отвечает середине кинетической диаграммы. Ее достижение характеризуют коэффициентом интенсивности напряжения Ki [5, 9] на длине трещины и скоростью роста трещины da/dN)is = Vj- Особенности поведения материала и смены процесса разрушения в указанной точке будут рассмотрены далее. Пока отметим, что последующий рост трещины связан с быстрым нарастанием дестр5 ктивных процессов, вызывающих возрастание ускорения роста трещины. Эти процессы отвечают тем механизмам разрушения, которые доминируют на следующем, масштабном макроскопическом уровне. С точки зрения принципов синергетики в рассматриваемой точке нарушается принцип однозначного соответствтгя. Меняется не сам доминирующий механизм разрушения, а в направлении роста трещины существенную роль начинают играть процессы, приводящие к нестабильному разрушению сначала в локальном объеме, а затем и на масштабном макроскопическом уровне. [c.133]

В выражении (5.100) учтена зависимость работы разрушения от флуктуаций в поведении материала как эволюционирующей открытой системы вдоль рассматриваемого направления. Осредненное горизонтальное направление пути эволюции самоорганизованно выбрано самой системой на уровне макроскопического масштаба. На мезоскопическом масштабном уровне реализуется способность материала рассеивать энергию разрушения в связи с изменением пространственной ориентировки направления развития трещины в результате неравномерного протекания пластической деформации вдоль фронта трещины, что находится в соответствии с синергетическим принципом самоорганизованного отбора тех направлений эволюции открытой системы, которые позволяют наиболее долго поддерживать ее устойчивость. [c.271]

Оствальду не повезло он сформировался как ученый в разгар увлечения энергией и до открытия строения атома. Могучий темперамент и страсть к умозрительному творчеству сделали его главой энергетизма — полуфилософского течения, провозгласившего замену материи энергией, — и проповедником принципа экономии мышления . Из последнего вытекало отрицание атомизма, как излишней информации зачем знать строение атома, если любые задачи могут быть решены с помощью макроскопических зависимостей термодинамики [c.129]

Существенно отметить, что отсутствие достаточных экспериментальных данных и сколько-нибудь разработанных теоретических предпосылок и понятий, невозможность построить логически замкнутую схему атомной теории, исходя из принципов классической макроскопической физики, привели к одной специфической черте работы де Бройля содержащийся в ней исторический обзор имеет своей задачей не столько осветить развитие и состояние вопроса, сколько в какой-то степени обосновать анализом историко-научных данных основные идеи работы де Бройля и их математическую формулировку. [c.913]

Интересно, что согласно больцмановскому принципу упорядоченности, выражаемому каноническим распределением, вероятность возникновения бенаровской конвекции почти равна нулю. Каждый раз, когда в системе, находящейся вдали от равновесия, возникают новые когерентные состояния, оценка ее с позиций концепции вероятности, основанной на подсчете числа микросостояний, становится бессмысленной. Что касается систем, в которых возникает конвекция Бенара, то можно полагать, что небольшие конвекционные потоки, представляющие собой отклонение системы от некоторого среднего ее состояния, в них существуют всегда. Однако пока величина градиента температуры не превышает некоторого критического его значения, эти флуктуации гасятся и исчезают. Напротив, когда величина градиента температуры превышает его критическое значение, амплитуда некоторых флуктуаций возрастает, что в конечном счете приводит к формированию макроскопического потока. В результате возникает новый надмолекулярный порядок, по существу представляющий собой гигантскую флуктуацию, стабилизируемую благодаря обмену энергией между системой и окружающей ее средой. Это и есть порядок, характеризуемый наличием в системе диссипативных структур. [c.130]

Макроскопическое состояние системы, или макросостояние, определяется термодинамическими параметрами системы давлением, температурой, удельным объемом, внутренней энергией и т. д. Так как для определения всех параметров системы, состоящей из чистого вещества, в принципе достаточно знать любые два из них, то макросостояние системы полностью определяется любыми двумя термодинамическими параметрами, например V ж и. Следовательно, говоря выше отермодипамическом состоянии системы или просто о состоянии системы, мы имели в виду как раз макросостояние. [c.94]

Гравитационное взавмодействие Н. Нейтрон — одна из немногих элементарных частиц, падение к-рой в гравитац. поле Земли можно наблюдать экспериментально. Прямое измерение ускорения свободного падения для Н. выполнено с точностью 0,3% и не отличается от макроскопического. Актуальным остаётся вопрос о соблюдении эквивалентности принципа (равенства инертной и гравитац. масс) для Н. и протонов. [c.270]

На основании принципа (108) переход от ламинарного течения жидкости к осредненному турбулентному течению рассматривается как переход от менее упорядоченного состояния к более упорядоченному, т.е. как процесс самоорганизации [178]. При этом часть энергии системы, которая в ламинарном течении находилась в тепловом движении молекул, переходит в макроскопическое организованное движение" [182]. Согласно гипотезе Мандельброта [6], энергия турбулентной жидкой среды, сосредоточенная в вихрях всех размеров, рассеивается в микроскопической части пространства, имеющей сложную фрактальную структуру. Эти модельные представления соответствуют 1финципу минимума диссипации энергии W = = min, который был использован Хананновым [183] для определения пара- [c.105]

Для определения параметров функции / (Р) (4.1.70) в принципе необходимы эксперименты при различных р, = onst. Для упрощения определения этих параметров может использоваться предположение, что при чистом сдвиге р = О, / (р)= 1при р->-оо, /(Р)-> О, а при чистом растяжении-сжатии работа до образования макроскопической трещины при усталости примерно в 1,5 - 2 раза больше, чем аналогичная работа при чистом сдвиге. [c.388]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...