Второй закон термодинамики, его физическое содержание. Формулировка второго закона термодинамики. Понятие энтропии.

Второе начало (второй закон) термодинамики позволяет установить направление самопроизвольных термодинамических процессов. Оно также совместно с I началом дает возможность определить количественные соотношения между макроскопическими параметрами тел в состоянии термодинамического равновесия

Существует несколько эквивалентных формулировок второго начала термодинамики, которые указывают условия превращения теплоты в работу: 1) невозможен процесс, единственным результатом которого является передача теплоты от холодного тела к горячему (Р. Клаузиус); 2) невозможен процесс, единственным результатом которого является совершение р

15. Вероятное описание случайных событий. Понятие функции распределения.

Вероятностью появления случайной величины называется предел w N NNlim ; где N – общее число опытов (число частиц), N – число опытов (частиц) в которых появляется эта случайная величина (т.е. исследуемый параметр имеет нужное нам значение). Для описания непрерывных случайных величин используется функция распределения вероятности f(А) (плотности вероятности), выражающая относительное число N/N (долю) частиц, имеющих значение некоторого параметра (А) в интервале от А до А + dA. Другими словами, функция f(A) выражает вероятность того, что значение параметра будет заключено в интервале от А до А + dA f(A)dA N dNdw . (4.1) Из выражения (4.1) следует, что число частиц, для которых значение параметра А лежит в интервале от А1 до А2, запишется N N f(A) dA 2 1 A A . (4.2) Поскольку вероятность w получения какого–либо значения исследуемого параметра А равна единице, то для функции распределения можно записать условие нормировки f(A)dA 1.

Функция распределения Максвелла по модулю скорости. Физический смысл, свойства.

Функция распределения Максвелла характеризует распределение молекул по скоростям и определяется отношением кинетической энергии молекулы mv²/2 к средней энергии её теплового движения kT:

Физический смысл f(v) в том, что это отношение числа молекул, скорости которых лежат в определенном интервале скоростей, к общему числу молекул в единичном интервале скоростей:

f(v) = dn/n.

Распределение частиц в потенциальном поле (распределение Больцмана). Барометрическая формула.

С уменьшением температуры число молекул на высотах, отличных от нуля, убывает. При T = 0 тепловое движение прекращается, все молекулы расположились бы на земной поверхности. При высоких температурах, наоборот, молекулы оказываются распределёнными по высоте почти равномерно, а плотность молекул медленно убывает с высотой. Так как mgh – это потенциальная энергия U, то на разных высотах U = mgh – различна. Следовательно, (2.5.2) характеризует распределение частиц по значениям потенциальной энергии:

(2.5.3)

– это закон распределения частиц по потенциальным энергиям – распределение Больцмана. Здесь n₀ – число молекул в единице объёма там, где U = 0.

показана зависимость концентрации различных газов от высоты.число более тяжелых молекул с высотой убывает быстрее, чем легких.

можно получить, что отношение концентраций молекул в точках с U₁ и i>U₂ равно: