Основы механики, молекулярной физики и термодинамики

Термодинамическая вероятность Q (или статистический вес) состояния системы - это число способов, которыми может быть реализовано данное состояние макроскопической системы, т.е. это число макросостояний, с помощью которых реализовано данное макросостояние. Например, рассмотрим способы, которыми молекулы газа могут распределяться между двумя половинками сосуда. Пусть мо­ лекул - 4 шт. Они могут распределяться по двум половинкам сосу­ д а следующим образом: (О - 4); (1 - 3); (2 — 2); (3 — 1); (4 - 0) (таб­ лица). Состояние Способы реализации состояния Число способов реалгоации данного состояЧисло молеЧисло молеНомер моле­ Номер молекул справа кул слева кул справа кул слева ния й 0 4 - 1,2,3,4 1 1 2,3,4 1 3 2 3 4 1,3,4 1,2,4 1,2,3 4 2 •2 1, 2 и т.д. 3,4 6 Например, состояние, когда в левой части - 1 молекула, в правой - 3 молекулы, можно реализовать четырьмя способами. Значит, статистический вес данного макросостояния равен 4. Из таблицы видно, что состояние (О - 4) - наименее вероятное состоя­ ние, (2 — 2) - наиболее вероятное. В качестве характеристики вероятности реализации данного макросостояния можно использовать само число Q, но поскольку число Q не обладает свойством аддитивности, используется вели­ чина: S = k\nQ, (2.42) г д е к - постоянная Больцмана; величина S называется энтропией системы. Другое определение S\ энтропия - мера упорядоченности системы. 151