Termodynamika i fizyka statystyczna. Thermodynamics and Statistical Physics.txt

TEORIA: termodynamika i fizyka statystyczna

DZIAŁY: kinetyczno-molekularna teoria gazów

POJĘCIA: stała Boltzmanna, entropia, energia swobodna, ciepło, temperatura, gaz doskonały, perpetum mobile

TERMODYNAMIKA  dział fizyki zajmujšcy się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych, które wpływajš na zmiany energii wewnętrznej analizowanych układów. Wbrew rozpowszechnionym sšdom termodynamika nie zajmuje się wyłšcznie przemianami cieplnymi, lecz także efektami energetycznymi reakcji chemicznych, przemian z udziałem jonów, przemianami fazowymi, a nawet przemianami jšdrowymi i energiš elektrycznš.

Podstawowym pojęciem termodynamiki jest układ termodynamiczny, czyli układ wzajemnie oddziaływajšcych na siebie ciał, który, rozpatrywany jako całoć, wykazuje pewne własnoci zwane termodynamicznymi parametrami stanu. Pojedyncza czšsteczka nie jest układem termodynamicznym, ale dostatecznie duża ich iloć już tak. Przykładowym układem termodynamicznym jest pojemnik z gazem doskonałym, który w przybliżony sposób oddaje zachowanie rzeczywistych gazów.

MECHANIKA STATYSTYCZNA (lub FIZYKA STATYSTYCZNA) to gałš fizyki, zajmujšca się układami wielu oddziałujšcych ciał. Specyfikš tej teorii jest jej metoda. Poszczególne ciała sš bowiem opisane przez zmienne losowe. Obliczenia prowadzone w ramach mechaniki statystycznej dotyczš rednich z tych zmiennych z wykorzystaniem metod statystycznych. Fizycznš podstawš mechaniki statystycznej jest termodynamika fenomenologiczna.

Z mechaniki statystycznej można wydzielić teorię stanów równowagi termodynamicznej. Ta teoria jest daleko bardziej rozwinięta, niż teoria nierównowagowa. Powszechnie używa się tu tzw. formalizmu sumy statystycznej. Sama suma statystyczna nie ma znaczenia fizycznego, natomiast jest wielkociš użytecznš do obliczania wielkoci fizycznych. Recepta na obliczenie sumy statystycznej dla danego układu jest na ogół uważana za równoznacznš z okreleniem jego własnoci równowagowych.

Równowagowa mechanika statystyczna korzysta z kluczowego założenia, że prawdopodobieństwo pozostawania przez układ w danym stanie zależy tylko od energii tego stanu. Stan równowagi jest więc stanem, w którym informacja o przeszłoci układu nie jest istotna.