Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






В макроскопических процессах



Способы передачи энергии от одного

Макроскопического тепа другому

XIX в. ознаменовался открытием одного из самых великих принципов современной науки, приведшему к объединению самых различных явлений природы. Принцип этот гласит, что существует определенная величина, называемая энерги­ей, которая не меняется ни при каких превращениях, проис­ходящих в природе. Энергия — единая мера различных форм движения материи.

На протяжении более четырех десятилетий формировался этот принцип в науке. Следует отметить, что процесс ус­тановления закона сохранения и превращения энергии — это одновременно процесс формирования таких дисциплин в фи­зике, как статистическая физика и термодинамика, процесс установления I и II начал термодинамики, выработка поня­тий энергии, тепловой (внутренней) энергии, работы, эн­тропии.

Механическая энергия и внутренняя энергия — это только две из многих форм энергии. Все, что может быть превра­щено в какую-либо из этих форм, есть тоже форма энергии.

Возможны два качественно различных способа передачи энергии от одного макроскопического тела к другому — в фор­ме работы и в форме теплоты (путем теплообмена). Первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность этих двух способов передачи энергии, утверждая, что изменить внут­реннюю энергию тела можно любым из этих способов.

Изменение энергии тела, осуществленное первым спосо­бом, называют работой, совершаемой над этим телом. Пере­дача энергии в форме работы производится в процессе сило­вого взаимодействия тел и всегда сопровождается макроперемещением. Работа, совершаемая над телом, может непо­средственно пойти на увеличение любого вида энергии.

Передача энергии путем теплообмена между телами обу­словлена различием температур этих тел. Энергия, получае­мая телом в форме теплоты, может непосредственно пойти только на увеличение его внутренней энергии.

Невозможен вечный двигатель (перпетуум-мобиле) первого рода. Это является следствием начала термодинамики.

Всеми явлениями природы управляет закон сохранения и превращения энергии: «Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она толь­ко переходит из одной формы в другую».

 

 

Концепция вероятностного

Детерминизма в статистической

Физике

История открытия закона сохранения и превращения энергии привела к изучению тепловых явлений в двух направлениях: термодинамическом и молекулярно-кинетическом. С. Карно положил начало новому методу рассмотрения превращения теплоты и работы друг в друга в макроскопических системах, в первую очередь в тепловых машинах, и тем самым явился основателем науки, которая впоследствии была названа У. Томсоном «термодинамикой». Термодинамическое рассмот­рение ограничивается в основном изучением особенностей пре­вращения тепловой формы движения в другие формы, не интересуясь вопросом микроскопического движения частиц, составляющих вещество, то есть без учета молекулярного стро­ения вещества.



Молекулярно-кинетическая теория явилась развитием кинетической теории вещества (альтернативной теплородной). Она характеризуется рассмотрением различных макропроявлений систем как результатов суммарного действия огромной совокупности хаотически движущихся молекул. При этом молекулярно-кинетическая теория использует статистический метод,интересуясь не движением отдельных молекул, а толь­ко средними величинами, которые характеризуют движение огромной совокупности частиц. Отсюда другое ее название — статистическая физика.Оформившись к середине XIX в., оба эти направления, подходя к рассмотрению изменения состо­яния вещества с различных точек зрения, дополняют друг друга, образуя одно целое.

При рассмотрении систем, состоящих из огромного числа частиц, состояние системы характеризуют не полным набо­ром значений координат и импульсов всех частиц, а вероятностью того, что эти значения лежат внутри определенных интервалов. Тогда состояние системы задается с помощью функции распределения, зависящей от координат, импульсов всех частиц системы и от времени. Функция распределения интерпретируется как плотность вероятности обнаружения той или иной физической величины (например, х. или Р) в определенных интервалах от х до X, + х, или от Р. до Р. + АР.. По известной функции распределения можно найти средние зна­чения любой физической величины, зависящей от координат и импульсов, и вероятность того, что эта величина принимает определенное значение в заданных интервалах.



Статистическая механика в некотором смысле нарушает традиции классического описания физической реальности. Ведь идеалом классического описания считалась динамическая детерминированная форма законов физики. Поэтому перво­начально физики негативно относились к введению вероят­ности в статистические законы. Многие считали, что веро­ятность в законах свидетельствует о мере нашего незнания. Однако это не так. Статистические законы также выражают необходимые связи в природе. Действительно, во всех фун­даментальных статистических теориях состояние представляет собой вероятностную характеристику системы, ее уравнения движения по-прежнему однозначно определяют состояние (ста­тистическое распределение) в любой последующий момент времени по заданному распределению в начальный момент. Т.Я. Мякишев подчеркивает, что главное отличие статисти­ческих законов от динамических состоит в учете случайного (флуктуации). В философии давно выработано представле­ние о диалектическом тождестве и различии противополож­ных сторон любого явления. В диалектике необходимое и случайное — это две противоположности единого явления, две стороны одной медали, которые взаимообуславливают друг друга, взаимопревращаются, не существуют друг без друга. Главное различие между динамическими и статистическими законами с философско-методологической точки зрения со­стоит в том, что в статистических законах необходимость вы­ступает в диалектической связи со случайностью, а в динамических — как абсолютная противоположность случайного. А отсюда вывод: «Динамические законы представляют собой первый низший этап в процессе познания окружающего нас мира? статистические законы обеспечивают более современ­ное отображение объективных связей в природе: они выража­ют следующий, более высокий этап познания».

 

30. Концепция необратимости.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!