2. Термодинамиканың екінші бастамасының статистикалық сипаты. Энтропияның физикалық мағынасы
Термодинамиканың екінші бастамасы қайтымсыз процестерде энтропия өсіп, жүйенің тепе-теңдік күйіне сәйкес максимал мәніне жететінін тағайындайды. Энтропияның өсуі жылулық процестің өтуі-мен байланысты. Мұнда шашыраған энергия ешқашан қайтарыл-майды, бұл энергияның шашырауының қайтымсыздығы макроскоп-тық деңгейдегі тәжірибенің нәтижесі.
Д
7.7-сурет
ененің жылулық энергиясы оның құрамындағы молекулалардың ретсіз, хаосты қозғалысының энергиясымен анықталады. Олай болса, термодинамиканың екінші заңына бағынатын макроскоптық деңгей-дегі энергияның өзгерісінің қайтымсыздығы, микроскоптық деңгейде толығымен молекулалардың қайтымды әрекеттесуімен сипатталады. Сонымен, жылулық энергияның механикалыққа айналуы хаосты жылу-лық қозғалысты ретті қозғалысқа айналдырады. Керісінше, механикалық энергияны жылулыққа айналдыру деген реттік энергияны ретсіздік энергияға айналдыру деп айтуға болады.Осы мәселенің шешімін тапқан атақты физик Людвиг Больцман. Ол энтропияның физикалық мағынасын ашып және энтропия мен ықтимал-дықтың байланысын анықтады. Больцманның тағайындауы бойынша, энтропияның қарапайым статистикалық түсініктемесі болады.
Энтропияның
жалпы өзгерісі
тең болады:
,
(7.59)
мұндағы
және
,
демек
,
жүйенің энтропиясы өсті.
3.Материялық денелердің молекула-кинетикалық моделі. Атомдар мен молекулалар массасы.
Атомдар мен молекулалардыњ массасын шартты келісім бойынша массаныњ атомдыќ бірлігі mu жєне салыстырмалы молекулалыќ масса Mr бойынша аныќтайды. Массаныњ атомдыќ бірлігі (м.а.б.) деп атом массасыныњ салыстырмалы мєнін айтады. Ол былай аныќталады: массаныњ атомдыќ бірлігі дегеніміз 12C кµміртегі изотопыныњ 1/12 бµлігіне тењ массасы, демек,mu =12C кµміртегі изотопыныњ массасы mo / 12. (1.1) Онда салыстырмалы молекулалыќ массаны келесі тењдеуден табамыз Mr = молекула массасы mо мол / mu = mо мол 12 / mo12C. (1.2) Салыстырмалы молекулалыќ масса µлшем бірліксіз шама. Химиялыќ элементтердіњ атомдыќ массасы (трансуран элемент-терден басќасы) элементтердіњ периодтыќ ж‰йесінде (Д.И.Менделеев ж‰йесі) кµрсетілген. Халыќаралыќ µлшем бірліктер ж‰йесінде (Systeme Іnternatіonal, ќысќаша SІ (СИ)) массаныњ µлшем бірлігі килограмм (кг). Осы Халыќаралыќ µлшем бірліктер ж‰йесі бойынша 1 м.а.б.=1,6605655 (86)10-27кг (1984 ж.), ал мысалы, сутегі атомыныњ массасы mo= 1,6810-24г, диаметрі d=0,510-8см деп есептеледі. Молекулалыќ физиканыњ негізінде заттыњ молекулалыќ ќ±рылысы туралы гипотеза (гректіњ hypothesіs – болжау) жатыр. Б±л гипотеза бойынша зат ‰здіксіз жєне шексіз бµлінетін болмайды, заттыњ барлыќ химиялыќ ќасиеттерін саќтайтын, молекула деп аталатын, саны шекті µте ±саќ, бµлшектерден ќ±ралады. Молекулалыќ гипотезаныњ мањызы химия мен физикада µте зор. Молекулалардыњ ќозѓалысы кµзге кµрінбейді, біраќ ќазір ‰лкен молекулалар мен оныњ ќ±рамындаѓы атомдар электронды микросуреттерде жаќсы кµрінеді (1.1-сурет), ал атомдаѓы элементар бµлшектер эксперименттік арнайы камерадаѓы ќалдырѓан іздерінен (1.2-сурет) белгілі Материя [латынныњ materіa – зат] дегеніміз не? Осы шексіз алуан єрт‰рлілік ќайдан шыќты? Осы с±раќтарѓа єр цивилизация [ќоѓамныњ мєдени дамуы] µзініњ жауабын берген. Бір кµзќарас бойынша, “Алла” хаосты ретке келтіріп, материяны жасаѓан, ал екінші бір болжау бойынша – “Алла” затты жоќтан жаратќан.Кµне гректер материя бірт±тас алѓашќы субстанциядан [латынныњ substantіa – барлыќ заттыњ, ќ±былыстыњ алѓашќы негізі] жаралѓан, ол єр т‰рлі пішінге ие деп ойлаѓан. Б±л теория бойынша єлем ќуыс пен тыѓыз субстанциядан ќ±ралады. Субстанция саны шексіз, кішкентай ќарапайым, бµлінбейтін, мєњгі атомдардан т±рады. Атомдардыњ пішіні єр т‰рлі жєне олардыњ кењістікте орналасуы мен реттілігінде айырма-шылыќ бар. Олар шексіз сан тєсілдермен бірігуі м‰мкін, сондыќтан заттыњ шексіз т‰рлі-т‰стерін Алхимиктер ойлаѓан, егер ќарапайым металдарды алтынѓа айнал-дыра алсаќ, онда мєњгілікке ие боламыз деп. Ол ‰шін "философтыќ тасты" табу керек, сонда космостыќ уаќыттыњ ритмін (ырѓаѓын) µзгертіп, адамдар мен металдарды µњдеуге болады. Осы елес орта ѓасырдыњ лабораториясыныњ ‰здіксіз ізденісі болды. Б±ныњ нєтиже-сінде алхимиктер химиялыќ технологияны дамытты, жања материал-дар ашты, олардыњ ќасиеттерін зерттеді. ¤кінішке орай, олар µзде-рініњ табыстарын µте ќ±пия саќтады.
№12 билет