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热力学和统计力学

已有 383 次阅读 2019-6-17 09:55 |个人分类:物理|系统分类:论文交流

热力学和统计力学

(择录于:本人“科学网”博文“科学认识、运用客观世界的基本特性(26)”。http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1151180.html )

 

对于少数粒子,可由其运动方程,及其各初始、边界条件,求得其运动轨迹。

对于大量粒子,就不可能求得各粒子运动方程的各初始、边界条件,不可能求得各粒子的运动轨迹,而须由各热力学函数和相应的各定律,统一表达和研究各物体的各种宏观特性。或由相应的统计方法统一表达和研究各物体的各种相应的几率特性。

 

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 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),其能量平均值的平方根,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,的,这种定向发展趋势。

而在宏观上,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,基本粒子演变,能量、粒子,发散,到一定程度,成红巨星。宇宙中,各星尘又会聚集,而结成新的恒星,如此不断循环演变。

一切物体都在时空中,如此地不停地变化,宇宙一切物体,不会停止运动。

绝对零度不可能达到。

也就是:热力学第三定律,的具体体现。

 

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。

显然,这大量粒子的宏观几率特性,决不能误认为是个别粒子的特性。

(补充如下有关量子力学的问题)

     现有的统计都只是3维空间相宇的统计(包括所谓“量子统计”),其最可几分布函数都是不显含时的,不能具体反映量子力学采用的“波函数”特性,各时空相宇的统计的最可几分布函数就都是相应显含时的波函数,对于时空41线矢组成的相宇统计的最可几分布函数就是量子力学采用的“波函数”,具体证明:量子力学是对大量粒子时空相宇的统计力学。




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2 张学文 叶苍

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