Термодинамическое состояние - равновесное макроскопич. состояние термодинамической системы, к-рое
фиксируется заданием параметров состояния, представляющих собой измеряемые макроскопич.
приборами ср. величины определ. набора характеристик системы. Конкретный выбор
этих параметров неоднозначен и определяется тем, каким способом рассматриваемая
равновесная система выделяется из среды окружающих её тел и др, систем (т. е.
видом контакта системы и окружения). Обычно используется один из четырёх вариантов
такого выбора: 1) адиабатически изолированная система (система выделена стенками,
не допускающими через себя потоки энергии и частиц) - фиксируются энергия системы
, объём
V, число частиц N и внеш. поля X; 2) система в термостате
(система выделена с помощью теплопроводящих стенок и находится в равновесии
с др. термодинамич. системой, выполняющей роль термометра или термостата) -
фиксируются темп-pa Т или Q= kT (энергия
уже не фиксируется точно), а также V, N, X; 3) система выделена воображаемыми
стенками (величины
и N точно не фиксированы)- в качестве параметров состояния используются
Q, V, X и хим. потенциал m; 4) вариант 2, но с подвижной стенкой
(система "под поршнем", выполняющим роль мембраны манометра, объём
V уже точно не фиксирован) - параметрами состояния являются Q, давление
P, N и X. В термодинамич. пределе,
, V/N= const, все четыре варианта оказываются эквивалентными, т. к. различия
в граничных условиях проявляются как негарантированные малые поправки.
При выборе параметров в
варианте 1 потенциалом термодинамическим, содержащим в себе всю информацию
о равновесных свойствах системы, является энтропия S = S(,
V, N, X), в варианте 2-свободная энергия (Гелъмгольца энергия)
F=
-QS/k
= F(Q, V,N,X), в варианте 3 - введённый Гиббсом потенциал W =
F- mN= = W (Q, V, X, m) и в варианте 4 -
Шббса энергия (потенциал Гиббса) G = F+PV=G(Q, P,
X,N). Если зафиксировать условие 1, то энтропия при стремлении
системы к равновесному состоянию достигает своего макс. значения, при фиксир.
условиях 2, 3, 4 соответственно потенциалы
F, W, G стремятся к своим мин. значениям. Т. о., единственное
и устойчивое состояние равновесия термодинамического, характеризуемое
не только внеш. условиями, но и значениями всех др. макроскопич. параметров,
определяется как решение вариационной задачи, соответствующей выбору одного
из вариантов 1 -4 в случае 1 -
, в случае 2 - (dF)QVXN =0, (d2F)QVXN
> 0 и т. д. Вариации термодинамич. потенциалов производятся по
тем параметрам системы, к-рые при указанных фиксир. условиях могут принимать
неравновесные значения.
Состояния неравновесных статистич. систем фиксируются по-разному в зависимости от этапов их эволюции. Напр., для классич. неидеального газа в нач. период времени, меньший или порядка времени взаимодействия отдельных частиц друг с другом, микроскопич. состояние системы определяется как в механике - заданием импульсов и координат всех N частиц. Затем состояние хаотизируется, индивидуальность частиц утрачивается и система вступает в кинетич. фазу эволюции, описываемую кинетич. функциями распределения и кинетич. ур-ниями (см. Кинетическая теория газов ).По истечении времени t~тпр (тпр - ср. время свободного пробега) в областях системы, имеющих локальный размер ~l (l-ср. длина свободного пробега), возникает локальное термодинамическое равновесие. Темп-ра Q (t, r), плотность n(t, r)и др. определяемые ими термодинамич. характеристики являются локальными и зависят от времени t и пространственной координаты r. На этом этапе эволюция системы описывается ур-ниями гидроди-намич. типа с учётом неоднородностей температуры, плотности и конкретных граничных условий (Навье -Стокса уравнения, ур-ния теплопроводности, диффузии и др.), а состояние- как "карта" релаксирующих значений локальных термодинамич. характеристик. Лишь по истечении общего времени релаксации в системе прекращаются потоки, устанавливаются равновесные значения температуры (одинаковые для всех r), плотности, давления и т. д. (при наличии внеш. статич. поля эти величины неоднородны и зависят от r), утрачивается роль граничных условий, кинетических коэффициентов и т. д. При этом поведение системы описывается методами равновесной термодинамики, состояние фиксируется условиями 1-4, а сама система конкретизируется с помощью макроскопич. ур-ний состояния или соответствующим термодинамич. потенциалом.
И. А. Квасников
Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.
В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |