Statistik fizika faniga kirish

Statistik fizika faniga kirish Reja: Kirish. Makroskopik jismlar. holat tenglamasi. Termodinamik muvozanat holati. Termodinatika qonunlari. 1. Kirish. Jismlar juda kichik mikrozarrachalardan tashkil topgan. Bu mikrozarrachalar soni juda kata, masalan 1 sm3 xajmdagi gaz molekulalar soni ~1019 ta, metaldagi elektronlar soni esa ~1022 ta. Nazariy jihatdan kata makroskopik jismning fizik xususiyatlarini shu jismni tashkil qilgan mikrozarrachalar harakat qonunlarini o'rganib aniqlash mumkin. Bunday usul statistik fizika deb ataladi. Agar mikrozarrachalar harakati klassik mexanika qonunlari yordamida o'rganilsa, u klassik statistik fizika deb, kvant mexanika qonunlari yordamida o'rganilsa - kvant statistik fizikasi deb ataladi. Makroskopik jismlar. Idishdagi gaz, qum zarrachasi yoki bir bo'lak temir, yani ko'p mikrozarrachalardan tashkil topgan jism makroskopik jism deyiladi. Bu jismlar qizishi yoki sovushi mumkin. Bunday issiqlik almashinish jarayonlari termodinamika fani yordamida o'rganiladi. Termodinamika fani jismlarning mikrozarrachalar holatiga bog'liq bo'lmagan holda ularning xususiyatlarini o'rganadi. Termodinamik parametrlar. Agar jism harakat qilmasa, uning holati termodinamik parametrlar bilan aniqlanadi, xususan jism xajmi (V), bosimi (P), harorati (T), massasi (m), zichligi () va boshqalar bilan. Holat tenglamasi. Termodinamik parametrlar o'zaro bog'langan bo'ladi. Bu bog'lanish holat tenglamasi deb ataladi. Masalan, ideal gazning holat tenglamasi (Mendeleev - Klayperon tenglamasi) quyidagi ko'rinishga ega: (1) m - gaz massasi, -molyar massa, R=8,31 Jmol.grad-universal gaz doimiysi. Termodinamikada holat tenglamasi empirik usulda, yani tajribalar natijasi yordamida aniqlanadi. 2. Termodinamik muvozanat holati. Agar tizimning makroskopik parametrlari vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa, tizim termodinamik muvozanat holatda deb ataladi, aks holda nomuvozanat holat deyiladi. Tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki, tashqi ta'sirlar makroskopik tizimga ta'sir qilmasa, u muvozanat holatdan o'z- o'zidan malum bir relaksatsiya vaqtdan () so'ng termodinamik muvozanat holatiga qaytadi. Masalan, har xil haroratli 2 ta jism bir-biriga tekkazilsa, malum bir relaksatsiya vaqti o'tgandan so'ng ular bir xil haroratli bo'lib qoladi.Bu jarayon nomuvozanat holatdan muvozanat holatga o'tishni ko'rsatadi. Termodinamika qonunlari. Energiya va entropiya. Termodinamika asosida 2 ta qonun yotadi.Bu qonunlar tajriba natijalarini umumlashtirishdan aniqlangan va ular yordamida 2 ta holat funksiyasi kiritilgan: birinchisi - tizimning ichki energiyasi (U) va ikkinchisi - tizimning entropiyasi (S) Termodinamikaning birinchi qonuniga, yani energiya saqlanish qonuniga asosan, tizimga berilgan issiqlik miqdori (Q) tizim ichki energiyasini oshirishga (U) va tizm tomonidan ish bajarishga (+A) sarflanadi: Q=U+A (2) Agar ish tizim ustidan bajarilsa, masalan gaz tashqi kuch yordamida siqilsa, bajarilgan ish 2-formulada manfiy ishora bilan olinadi (-A). Qaytuvchan jarayonlar uchun entropiyaning o'zgarishi (S) tizimga berilgan issiqlik miqdoning (Q) haroratga (T) nisbati tushiniladi: S=QT (3) Yopiq tizimdagi qaytuvchan jarayonlar uchun S=0, qaytmas jarayonlar uchun esa S0 bo'ladi, yani entropiya o'zgarishi ortadi (S2S1, S=S2-S20). ...