Трагедия Свободы  Умопримечания | Стихи | Библиотека 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   
Ю.Л. Климонтович. Теорема Нернста
от 30.03.03
  
Библиотека



Параграф 6.2 Теорема Нернста Характер температурой зависимости энтропии при Т -> 0 определяется теоремой Нернста (третьим началом термодинамики). Имеются две разных формулировки этой теоремы. Одна из них принадлежит Планку и сводится к двум утверждениям (см., например, стр. 335 в книге: Д.В. Сивухин. Термодинамика и молекулярная физика (Наука, Москва, 1990 )): 1) Энтропия, как функция температуры, при приближении температуры к абсолютному нулю стремится к постоянному значению., 2) Все процессы при абсолютном нуле температуры происходят без изменения температуры. Обратимся к другой формулировке теоремы Нернста. На стр. 85 книги Ландау. Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика (Наука, Москва, 1976) читаем: Поэтому мы приходим к следующему важному заключению: "Энтропия всякого тела обращается в нуль при абсолютном нуле температуры. Этот вывод основан на том, что каждое тело при абсолютном нуле температуры находится в основном состоянии и статистическая сумма равна единице. Энтропия же тела определяется логарифмом статистической суммы и, по этой причине, при нулевой температуре обращается в нуль". Этот вывод оправдан, если в качестве точной системы выбирается, например, атом, т.е. не принимается во внимание неизбежное взаимодействие с флуктуационным электромагнитным полем. Таким образом, имеются две не  эквивалентные формулировки теоремы Нернста. С точки зрения физики открытых систем, когда достаточной является система атом-поле, формулировка Планка более оправдана. Действительно, на примере атом-осцилятор в флуктуационном электромагнитном поле было показано, что в результате временной эволюции по уравнению Фокера-Планка устанавливается равновесное распределение. Оно представляется в виде распределения Гаусса по значениям координаты и импульса распределения (5.9.2) при произвольных температурах. При значениях температуры Т = 0 и  Т > 0 им отвечают два распределения Гаусса f0(x,p), fT(x,p) и соответствующие значения энтропии
S0 =  - kB т f(gt)0(x,p) ln f(gt)0(x,p) dxdp/(2ph)

(6.2.1)


ST =  - kB т f(gt)T(x,p) ln f(gt)T(x,p) dxdp/(2ph)

(6.2.2)


Первое из них не зависит от температуры. Дисперсия в нем характеризуется нулевой энергией колебаний на частоте осциллятора. Вычисленная с помощью этого распределения энтропия и определяет ту постоянную, к которой стремится энтропия при Т -> 0. Таким образом, энтропия отлична от нуля и при нулевой температуре. Она характеризует неопределенность при статистическом описании, обусловленную нулевыми колебаниями

  
СТАТИСТИКА

  Веб-дизайн © Kirsoft KSNews™, 2001 Copyright © Трагедия Свободы, 2001-2004