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科学认识、运用客观世界的基本特性(12)
(接(11))
18.对于3维空间大量粒子团的处理
对于少数粒子的系统各种运动方程,都可由相应各初始和边界条件,而得到其运动相应的解。
但是,对于大量粒子,就不能得到相应各初始和边界条件,而无法得到其运动的解,而只能给出由实验总结得到的,其热力学3维空间函数的宏观特性运动规律;或3维空间相宇的统计力学,由最可几分布函数和各微观物理量,求得各相应的宏观物理量的几率特性运动规律。
(18.1)热力学 :
热力学是以函数的关系式表达大量粒子的宏观特性规律。例如:
状态方程就是,压强、容积、绝对温度,等函数相互关系的方程,即:
压强PA乘容积VA 除 绝对温度TA
=压强PB乘容积VB除绝对温度TB
=常数。
实际上,各微观粒子受力做功的微容积积分平均值,相当于相应面积上的压强(正交穿过该面积的平均动量值),其能量平均值,与其绝对温度(对于理想气体,各微观粒子间的位能可忽略)成正比。因而,状态方程,实际是,物体在各相应状态函数关系条件下的“能量守恒定律”。
也就是:热力学第一定律,的具体体现。
各微观粒子有,从高位能(高能态)转向(跃迁到)低位能(低能态),则动能(速度)相应地增大、或热能(温度)相应地升高、或结合能(静止质量乘c^2)相应地减小、或辐射相应的光子或声子,等等的,这种定向发展趋势。
而在宏观上,各局部区域就有:所谓熵函数增大的原理。
各微观粒子又有在一定条件下,在高位能(高能态)停留一定的弛豫时间,形成一定的布居数反转。
而在宏观上,就形成所谓“平衡态与非平衡态”的差异,而必须注意区分。
也就是:热力学第二定律,的具体体现。
云在高空结成雨,落到地上成为河水,汇为湖水、海水,经受阳光、热能蒸发成汽,又升到天空为云,如此不断循环演变。
太阳,等类的恒星,其中的各基本粒子相互作用、演变,能量转换、粒子发射,到一定程度,成红巨星。
星球或黑洞可发生相互碰撞,损失质量,转变为相应光子的运动质量。
宇宙中,各星尘 又会聚集,而结成新的恒星、新星、超新星。如此等等的,不断地循环演变。
一切物体都在时空中,如此地不停地变化,宇宙一切物体,的各种动量、能量(包括:动能、势能、电磁能,静止质量m0c^2的结合能、辐射或吸收光子、声子,等等)可以互相转变,但总量不会增加,也不会减少,始终不会停止运动。
宇宙既非从无而生,也永远不会消亡。
绝对零度不可能达到。
也就是:热力学第三定律,的具体体现。
(18.2)统计物理学
统计力学是给出总数为N的,同种粒子,在某2种物理量组成的“相宇”各“微元”中分布状态几率的表达式,当N足够大时,求得,其总和分布状态几率最大值,即得:最可几分布函数。从而,可由大量粒子各微观特性,计算得到各相应的宏观几率特性,而得出大量粒子运动的各种几率变化规律。
粒子团各粒子无定向各方向的运动就是热运动。
转换成为粒子团热运动能量的光子、声子的能量就是热辐射的能量。
各粒子的动能按最可几分布函数计算的平均值,就决定该粒子团相应的温度。
各粒子往返穿过某平面的动量按最可几分布函数计算的差值,就决定该粒子团在该平面上相应的压强。
现有的统计,包括所谓“量子统计”的只是3维空间“相宇”的统计,其最可几分布函数都是不显含时间的。
统计的结论,都只是大量粒子的几率特性,不能误认为个别或少数粒子或次数的结果,否则,就会造成严重的错误。
由此可见,以所谓“绝对时间”观点,认为时间与参考系无关,仅用3维空间观测系的矢量(时间是,也仅是,各分量函数的参量)的经典物理学,对于所有物体,的基本特性、运动规律,的如此研讨,已可统一表达、研讨,并演绎推导出,从苹果落地,到天体运行,到引力、电磁、光、声,广泛的,物质运动规律,形成了统一认识、利用与改造、发展客观世界,的第1次科学革命。
(未完待续)
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