25. Проблема необратимости и ее статистическое решение.

1859 – Максвелл предложил применить правило теории вероятности для описания поведения сист, сост из большого кол-ва частиц.

Статистич мех. Оказалось, что невозможно точно опр-ть скорости и координаты всех молекул газа в заданный момент вр. Их следует рассм, как случайные величины => нужно искать не их точное значение, а вероятности того, что эти величины имеют те или иные значения.

Вероятность данного события- отношение кол-ва случаев с благоприят исходом к общиму кол-ву случаев.

В стат физике сост сист из n частиц задается ф-цией распределения. Она имеет смысл плотности вероятности обнаружить корд и ск-ти частиц сист в опр интервалах знач. И в динамике, и в статистике сущ однозначная связь сост. Статич законы более глубже опис явл-я природы.

Одной из основных проблем в клас физике долгое вр оставалась проблема необратимости реал процессов в природе. Если снять кинофильм о хаотическом движении одной частицы в некотором замкнутом объеме и показать этот фильм, прокручивая пленку в обратном направлении, то ничего неправдоподобного в поведении частицы не обнаружится. Более того, просто невозможно будет даже определить, в какую сторону прокручивалась пленка. В этом случае говорят, что движение частицы обратимо. Практически ничего не изменится и в случаях, когда просматривается фильм о хаотическом движении двух, трех и вообще любого небольшого числа независимых частиц.

Однако когда частиц становится достаточно много, в их совместном поведении проявляется новая закономерность. Если, например, в начале фильма все частицы находились в каком-то определенном месте объема, то в дальнейшем они распределяются по объему более или менее равномерно, и если при демонстрации фильма обнаруживается, что частицы самопроизвольно скапливаются в каком-то месте, можно быть уверенным, что пленка прокручивалась в обратном направлении. Такое поведение, когда сост сист могут появляться только в опр послед-ти, наз необратимым.

Почти все реал процессы в природы явл-ся необратимыми: это и затухание маятника, и эволюция звезды, и чел жизнь.

26. Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии.

Энтропия и вероятность. Число микросост (способов), кот можно осущ данное макросост, наз статистич весом сост (т/динамич вероятность.)

S = klnW – формула Больцмана, где S – энтропия, k – пост Больцмана, W – статист вес.

Если есть система, то энтропия опр-ся по ф-ле: S = S1 + S2 = klnW1 + klnW2 = klnW1W2

Энтропия минимальна наиб вер сост: W=1, S=0 (Энтропия наименее вероятного сост, кот можно осущ одним способом, равна 0).

Энтропия мб мерой упорядоченности сист. Сист самопроизвольно может перейти из покоя в хаус, а обратно нет.

Статистич.хар-р. Посчитаем вероятность того, что все молекулы соберутся в одной половине сосуда. Статистич независ событие – перемножение вероятностей. Значит, чем больше молекул, тем меньше вероятность. Поэтому, это возможно и наступит, но вероятность мала. Мы не видим обратимые процессы из-за их оч малой вероятности. Сист стремится к равновесию, т.к. это сост наиб вероятно. Статистика устанавл границы применимости 2ого з-ну т/д. Понятие необратимости и 2ое нач т/д имеет смысл для сист, сост из большого числа частиц. В малых масштабах возможны отклонения от наиб вероятного распредел. Такие отклонения величин от сред знач, сущ в малых масштабах наз флуктуацией.

Энтропическая система складывается из энтропий частей, при этом вероятность перемножается:

S = S1 + S2, W = W1 + W2, S = S1 + S2 = klnW1 +klnW2 = k(lnW1 + lnW2) = kln(W1W2).