Faktor Intensitas dan Ekstensi

Dalam proses termodinamika, tidak hanya jumlah pekerjaan, tetapi juga jumlah bentuk energi lain dapat dianggap sebagai produk dari dua kuantitas - faktor intensitas(“kekuatan umum”) dan faktor ekstensif atau wadah("koordinat umum").

Karena faktor-faktor tersebut, perbedaan dalam nilai parameter sistem apa pun biasanya dipertimbangkan, yang pada gilirannya dibagi menjadi ekstensif (nilai yang bergantung pada jumlah zat, misalnya, volume dan massa) dan intensif (nilai nilainya tidak tergantung pada jumlah zat, misalnya, suhu, tekanan , kepadatan, konsentrasi).

Kekuatan pendorong proses adalah faktor intensitas, yaitu, perbedaan nilai parameter intensif apa pun di berbagai bagian sistem (perbedaan suhu, perbedaan tekanan, perbedaan konsentrasi, dll.). Dalam hal ini, proses spontan hanya dapat berjalan ke arah rata-rata parameter intensif.

Keadaan suatu sistem termodinamika, seperti yang disebutkan sebelumnya, dicirikan oleh nilai-nilai tertentu dari kerapatan, tekanan, suhu, dan besaran lain yang menjadi ciri sistem. Besaran-besaran ini menentukan keadaan sistem secara keseluruhan, yaitu keadaan makro. Namun, pada kerapatan, suhu, dll. yang sama, partikel-partikel yang membentuk sistem dapat ditempatkan di tempat yang berbeda dalam volumenya dan memiliki nilai energi atau momentum yang berbeda. Setiap keadaan sistem dengan distribusi partikel tertentu pada kemungkinan keadaan klasik atau kuantum disebut keadaan mikro. Jumlah keadaan mikro yang mengimplementasikan keadaan makro tertentu, atau sebaliknya, jumlah cara di mana keadaan tertentu sistem dapat direalisasikan disebut probabilitas termodinamika W . Jelas dari definisi bahwa W 1. Probabilitas termodinamika dapat sama dengan satu hanya dalam satu kasus - ketika suhu sistem sama dengan nol mutlak dan tidak ada gerakan termal di dalamnya. Dalam kondisi normal, dalam sistem yang harus ditangani dalam praktik, dan yang terdiri dari sejumlah besar molekul dan partikel lain, W lebih dari satu kesatuan.

Untuk gas ideal, nilai W dapat dengan mudah dihitung dengan termodinamika statistik, tetapi untuk cairan dan padatan, perhitungan seperti itu jauh lebih rumit.

Proses spontan dalam sistem mengarah pada peningkatan probabilitas termodinamikanya. Oleh karena itu, nilai W dapat dianggap sebagai salah satu kriteria kemungkinan terjadinya proses tertentu. Namun, bahkan ketika nilai-nilai W dapat dihitung dengan akurasi yang cukup, penggunaannya dalam perhitungan praktis sulit karena angka yang benar-benar "astronomis" yang digunakan untuk menyatakannya.

BERAT STATISTIK

Konsep " bobot statistik" (juga menggunakan istilah probabilitas termodinamika) adalah salah satu yang utama dalam fisika statistik. Untuk merumuskan definisinya, perlu didefinisikan terlebih dahulu konsep-konsepnya keadaan makro dan keadaan mikro.

Keadaan yang sama makroskopik tubuh dapat dicirikan dengan cara yang berbeda. Jika negara dicirikan oleh tugas makroskopik parameter keadaan (tekanan, volume, suhu, kepadatan, dll.), maka keadaan seperti itu akan disebut keadaan makro .

Jika keadaan dicirikan dengan mengatur koordinat dan kecepatan semua molekul tubuh, maka kita akan menyebutnya keadaan seperti itu keadaan mikro .

Jelas, keadaan makro yang sama dapat diwujudkan dengan cara yang berbeda, yaitu keadaan mikro yang berbeda. Banyaknya keadaan mikro yang berbeda yang dengannya keadaan makro tertentu dapat direalisasikan disebut bobot statistik atau probabilitas termodinamika .

Untuk memperjelas konsep-konsep ini, pertimbangkan model(!) - wadah tempat mereka berada N molekul. Misalkan kapal dibagi menjadi dua bagian yang identik, dan keadaan makro yang berbeda berbeda dalam jumlah molekul di bagian kiri dan kanan kapal. Jadi dalam model kita asumsikan keadaan molekul diberikan jika diketahui di bagian mana dari bejana itu berada.

Keadaan mikro yang berbeda berbeda dalam kenyataan molekul mana yang berada di kanan dan di kiri. 1.2 - 3.4 (seperti yang ditunjukkan pada gambar 9.5) salah satu negara bagian. 1.3 - 2.4 - keadaan mikro lainnya.

Masing-masing molekul dapat dengan probabilitas yang sama ke kiri dan ke kanan. Oleh karena itu, probabilitas saya -molekul yang menjadi, misalnya, di sebelah kanan sama dengan . Penampilan di sisi kiri wadah molekul itu, bersama dengan satu adalah peristiwa yang independen secara statistik , jadi peluang menemukan dua molekul di sebelah kiri adalah = ; tiga molekul - 1/8; empat - 1/16, dll. Oleh karena itu, peluang setiap susunan (keadaan mikro) molekul sama dengan .

Pernyataan bahwa peluang masing-masing keadaan mikronya sama, disebut hipotesis ergodik , dan itu mendasari fisika statistik.

Mempertimbangkan N = 4. Setiap susunan molekul di bagian bejana adalah keadaan mikro tertentu. Kemudian keadaan makro dengan jumlah molekul di sebelah kiri sesuai dengan 1 keadaan mikro. Bobot statistik dari keadaan makro tersebut adalah 1, dan probabilitas realisasinya adalah 1/16. Untuk macrostays lainnya, kami dapat menyatakan sebagai berikut:

Sesuai dengan 6 status mikro, berat statistik 6, 6/16

Sesuai dengan 4 status mikro, bobot statistik 4, 4/16

Sesuai dengan 1 bobot statistik keadaan mikro 1.1/16

Sekarang Anda bisa melihatnya karena adopsi hipotesis ergodik, bobot statistik sebanding dengan probabilitas (umum!) implementasi keadaan makro ini.

Jika wadah berisi N molekul, maka kita dapat membuktikan bahwa berat statistik keadaan makro, yang terdiri dari fakta bahwa di sebelah kiri n molekul, dan di sebelah kanan (N - n)

(9.25)

Jika untuk empat molekul peluang berkumpul di salah satu bagian bejana adalah 1/16, yaitu nilai yang cukup nyata, maka untuk N = 24 probabilitas ini adalah tentang .

Dalam kondisi normal, 4 cm 3 udara mengandung sekitar 10 20 molekul. Probabilitas mereka berkumpul di salah satu bagian kapal diperkirakan dengan nilai .

Jadi, dengan peningkatan jumlah molekul dalam sistem, kemungkinan penyimpangan yang signifikan dari perkiraan kesetaraan jumlah molekul di bagian kapal berkurang dengan sangat cepat. Ini sesuai dengan fakta bahwa berat statistik keadaan dengan jumlah molekul yang kira-kira sama di bagiannya ternyata sangat besar dan berkurang dengan cepat ketika penyimpangan dari persamaan molekul di bagian terjadi.

Jika nomor N tidak terlalu besar, maka seiring waktu diamati - penyimpangan nyata dalam jumlah molekul di salah satu setengah dari T/2 . Penyimpangan acak dari kuantitas fisik x dari nilai rata-rata disebut fluktuasi:

. (9.26)

Rata-rata aritmatika dari fluktuasi absolut sama dengan nol. Oleh karena itu, sebagai karakteristik fluktuasi, orang sering mempertimbangkan fluktuasi akar rata-rata kuadrat :

Lebih nyaman dan indikatif adalah fluktuasi relatif :

Selain itu, dalam fisika statistik, hubungan tersebut dibuktikan:

, (9.28)

itu. besarnya fluktuasi relatif berbanding terbalik dengan akar jumlah partikel dalam sistem . Pernyataan ini menegaskan kesimpulan kualitatif kami.

Mirip dengan jumlah molekul di salah satu bagian bejana, karakteristik makroskopik lain dari keadaan berfluktuasi mendekati nilai rata-rata - tekanan, kepadatan, dll.

Pertimbangkan alam keadaan setimbang dan tidak seimbang dan proses dari sudut pandang fisika statistik. keseimbangan, menurut definisi, adalah keadaan yang tidak cenderung berubah dari waktu ke waktu. Jelas bahwa yang paling mungkin dari semua keadaan makro sistem, yaitu keadaan yang diwujudkan oleh jumlah keadaan mikro terbesar, dan karena itu memiliki bobot statistik terbesar, akan memiliki sifat ini sampai batas terbesar. Jadi keadaan keseimbangan dapat didefinisikan sebagai keadaan yang bobot statistiknya maksimum .

Contoh dari proses ireversibel yang khas adalah penyebaran molekul gas, yang awalnya terkonsentrasi di salah satu bagiannya, ke seluruh volume bejana. Proses ini tidak dapat diubah, karena kemungkinan bahwa sebagai akibat dari gerakan termal semua molekul akan berkumpul di salah satu bagian bejana sangat kecil. Oleh karena itu, selalu proses tidak dapat diubah, kebalikannya sangat tidak mungkin .

KULIAH 10 FISIKA STATIS DAN TERMODINAMIKA

10.1. ENTROPI

Seperti yang telah kita tentukan, probabilitas keadaan sistem sebanding dengan bobot statisnya, sehingga bobot status W itu sendiri dapat digunakan sebagai karakteristik probabilitas keadaan.Namun, W bukan kuantitas aditif. Oleh karena itu, untuk mengkarakterisasi keadaan sistem, nilai digunakan

ditelepon entropi sistem. Memang, jika kita mempertimbangkan dua sistem dengan masing-masing 4 molekul, maka bobot statistik keadaan ketika masing-masing subsistem mengandung, misalnya, satu molekul di sebelah kiri akan sama dengan 16, mis. . Hubungan ini berlaku untuk semua negara bagian. Karena itu, statweight adalah non-aditif. Dalam waktu yang bersamaan entropi keadaan sistem yang dihasilkan itu. adalah jumlah aditif.

Karena ketika proses ireversibel terjadi dalam sistem yang terisolasi, ia berpindah dari keadaan yang lebih kecil kemungkinannya ke keadaan yang lebih mungkin, dapat dikatakan bahwa entropi sistem yang terisolasi meningkat ketika proses ireversibel terjadi di dalamnya .

Keadaan setimbang adalah keadaan yang paling mungkin, yang berarti bahwa entropi suatu sistem yang telah memasuki keadaan setimbang adalah maksimum.

Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa entropi sistem terisolasi tetap konstan jika berada dalam keadaan setimbang, atau meningkat jika proses ireversibel terjadi di dalamnya.

Pernyataan bahwa Entropi sistem terisolasi tidak berkurang, disebut hukum kedua termodinamika atau hukum kenaikan entropi .

Entropi adalah, jelas sekali, fungsi negara dan harus ditentukan oleh parameter keadaan. Gas ideal monoatomik memiliki sifat paling sederhana - keadaannya sepenuhnya ditentukan dengan menetapkan dua parameter, misalnya, suhu dan volume. Dengan demikian, entropi dapat didefinisikan sebagai fungsi suhu dan volume: . Perhitungan yang sesuai menunjukkan bahwa entropi satu mol gas ideal diberikan oleh

di mana - adalah suatu konstanta, hingga entropi ditentukan.

Sekarang Anda dapat menemukan pertanyaan tentang bagaimana entropi berubah tidak terisolasi sistem, misalnya, ketika sejumlah panas dikomunikasikan padanya. Ambil diferensial (2) dan kalikan dengan:

(3)

Tapi kenaikan energi internal gas. Karena kesetaraan .Kemudian (3) diubah menjadi bentuk:

Termasuk dalam (4) adalah aditif , dan oleh karena itu (4) valid untuk setiap massa gas .

Probabilitas Termodinamika

S=k ln W-

ini adalah rumus Boltzmann,

di mana S- entropi - tingkat ketidakteraturan sistem;

k– konstanta Boltzmann;

W- probabilitas termodinamika dari sistem keadaan makro.

– jumlah keadaan mikro dari sistem yang diberikan, dengan bantuan yang memungkinkan untuk mewujudkan keadaan makro yang diberikan dari sistem (P, T, V).

Jika sebuah P = 1, maka S = 0, pada suhu nol mutlak –273°C, semua jenis gerak berhenti.

Probabilitas Termodinamika adalah jumlah cara di mana atom dan molekul dapat didistribusikan dalam volume.

Siklus Carnot

Siklus Carnot- proses termal melingkar, sebagai akibatnya sejumlah panas dipindahkan secara termodinamika reversibel dari benda panas ke benda dingin. Prosesnya harus dilakukan sedemikian rupa sehingga benda-benda di mana ada pertukaran energi langsung berada pada suhu konstan, yaitu, benda panas dan dingin dianggap sebagai reservoir termal besar sehingga suhu pertama ketika diambil dan suhu detik ketika jumlah panas yang dipertimbangkan ditambahkan terlihat tidak berubah. Ini membutuhkan "badan kerja". Fluida kerja dalam siklus ini adalah 1 mol gas ideal. Semua proses yang membentuk siklus Carnot adalah reversibel. Mari kita pertimbangkan mereka. Gambar 9 menunjukkan:

AB - ekspansi isotermal gas dari V 1 sebelum V2 pada suhu T 1 , jumlah panas Q1 terserap;

Matahari - ekspansi adiabatik dari V2 sebelum V 3, suhu turun dari T 1 sampai T2 ;

CD- kompresi isotermal dari V 3 sebelum V 4 dilakukan pada suhu T2 , kuantitas panas Q diberikan;

DA- kompresi adiabatik dari V 4 sebelum V 1 , suhu meningkat dari T2 sebelum T 1 .

Mari kita analisa secara detail. Prosesnya membutuhkan "fluida kerja", yang pada awalnya pada suhu yang lebih tinggi T 1 dibawa ke dalam kontak dengan benda panas dan secara isotermal menerima jumlah panas yang ditentukan darinya. Kemudian mendingin secara adiabatik ke suhu T2 , melepaskan panas pada suhu ini ke benda dingin dengan suhu T2 , dan kemudian secara adiabatik kembali ke keadaan awal. Dalam siklus Carnot? U = 0. Selama siklus, "fluida kerja" menerima jumlah panas Q 1 - Q 2 dan melakukan pekerjaan TETAPI, sama dengan luas lingkaran. Jadi, menurut hukum pertama termodinamika Q 1 - Q 2 \u003d A, kita mendapatkan.

Definisi 1

Probabilitas termodinamika - jumlah metode yang memungkinkan untuk mewujudkan keadaan apa pun dari sistem fisik makroskopik.

Gambar 1. Entropi dan probabilitas. Author24 - pertukaran online makalah siswa

Dalam termodinamika, posisi konsep dicirikan oleh nilai spesifik kerapatan, suhu, tekanan, dan besaran terukur lainnya. Parameter yang terdaftar menentukan keadaan lebih lanjut dari sistem secara keseluruhan, tetapi dengan kepadatan yang sama, partikel elementer dapat ditempatkan di tempat yang berbeda dalam volumenya dan memiliki nilai momentum atau energi yang sama sekali berbeda.

Definisi 2

Setiap keadaan sistem termodinamika dengan pembagian partikel tertentu menurut kemungkinan kuantum atau posisi klasik disebut keadaan mikro dalam fisika.

Probabilitas termodinamika disamakan dengan jumlah keadaan mikro yang mewujudkan keadaan makro yang ada. Proses seperti itu bukan merupakan kemungkinan dalam aspek matematika, oleh karena itu digunakan dalam fisika statistik untuk menentukan sifat-sifat suatu konsep yang berada dalam kesetimbangan termodinamika konstan.

Untuk perhitungan probabilitas yang akurat dalam termodinamika, penting apakah elemen yang sama dari sistem dianggap tidak dapat dibedakan atau berbeda. Oleh karena itu, mekanika kuantum dan klasik menghasilkan ekspresi yang sama sekali berbeda untuk probabilitas termodinamika.

Fitur probabilitas dalam termodinamika

Gambar 2. Probabilitas termodinamika. Author24 - pertukaran online makalah siswa

Catatan 1

Keuntungan utama termodinamika adalah membantu mempertimbangkan sifat umum konsep pada kesetimbangan dan hukum umum untuk menentukan kerapatan, untuk memperoleh informasi penting tentang zat itu sendiri, tanpa sepenuhnya mengetahui struktur internal awalnya.

Hukum dan metodenya dapat diterapkan pada benda material apa pun, pada sistem apa pun yang mencakup medan magnet dan listrik, sehingga keduanya telah menjadi fondasi di bidang-bidang tersebut:

• gas dan media kental;
• kimia dan teknologi;
• diperlukan dalam fisika Alam Semesta dan geofisika;
• biologi dan pengendalian proses fisik.

Peneliti Boltzmann menganggap teori atomistik cukup beralasan. Jumlah partikel yang tak terbatas atau sangat besar membuat efek mekanis menjadi tidak mungkin dan membutuhkan deskripsi statistik. Alat matematika statistik modern adalah kalkulus dan penentuan probabilitas. Boltzmann membuktikan bahwa karena dasar proses termodinamika adalah proses reversibel kinetik, ireversibilitas dalam entropi yang diukur oleh termodinamika tidak dapat mutlak dalam praktiknya. Oleh karena itu, entropi harus berhubungan langsung dengan kemungkinan mewujudkan keadaan mikro yang diberikan.

Konsep probabilitas, yang secara implisit diterapkan oleh Maxwell, digunakan Boltzmann untuk mengatasi kesulitan yang berkaitan dengan pemahaman hukum kedua termodinamika dan teori "kematian panas alam semesta". Puncak dari karya ilmiah Boltzmann adalah pembentukan hubungan antara probabilitas termodinamika dan entropi. Planck memperkenalkan hubungan ini melalui pengenalan konstanta $k = R / N$, yang disebut konstanta Boltzmann.

Dengan demikian, proses fisik yang tidak dapat diubah adalah transisi yang mulus dari posisi yang lebih kecil kemungkinannya ke posisi yang lebih mungkin, dan logaritma dari perubahan keadaan awal, hingga faktor yang stabil, sepenuhnya bertepatan dengan pergerakan entropi. Boltzmann menggunakan efek ini untuk gas ideal.

Semakin tinggi tingkat ketidakteraturan dalam kecepatan dan koordinat partikel sistem, semakin besar kemungkinan konsep akan berada dalam keadaan chaos. Rumus Boltzmann dapat dianggap sebagai definisi dasar entropi.

Perhitungan probabilitas dalam sistem

Jika sistem sangat besar, dan posisi awalnya tidak terlalu dekat dengan keadaan setimbang, maka transisi zat ke keadaan yang lebih kecil kemungkinannya praktis tidak mungkin, yang dalam praktiknya sama sekali tidak ada artinya. Kemudian hukum kenaikan entropi dibenarkan secara eksperimental dengan kepastian mutlak.

Mari kita menghitung probabilitas yang tepat dari proses fisik tersebut. Biarkan hanya ada satu molekul dalam wadah tertentu. Kemudian, dengan tidak adanya medan gaya eksternal, sebuah partikel elementer dengan probabilitas yang sama dapat berakhir baik di bagian 1 atau di bagian 2. Probabilitas tumbukan seperti itu adalah sama dan ditulis sebagai berikut:

Setelah molekul kedua memasuki bejana, tumbukannya akan selalu menjadi keadaan bebas, karena unsur-unsur gas ideal tidak berinteraksi satu sama lain. Jika distribusi atom dalam wadah difoto untuk waktu yang lama melalui posisi perantara yang sama, maka untuk setiap 1000 bingkai akan ada sekitar satu bingkai rata-rata, di mana semua molekul akan dipasang hanya di bagian wadah 1. A serupa fenomena dapat diamati pada bagian 2.

Menurut hipotesis penambahan probabilitas, kita mendapatkan rata-rata 2 frame untuk setiap seribu dengan partikel elementer terkonsentrasi di bagian mana pun dari sistem. Semua ini tidak hanya sangat mungkin pada prinsipnya, tetapi sebenarnya dapat diakses oleh pengamatan biasa. Praktis tidak ada peluang untuk memperbaiki fluktuasi yang sesuai. Jika jumlah Avogadro sama dengan indeks suhu, probabilitas yang sesuai sangat kecil sehingga kemungkinan dan kondisi yang sesuai dengannya dapat diabaikan sepenuhnya.

Perbedaan antara sistem termodinamika dan sistem matematika

Sampai saat ini, para ilmuwan berbagi dua probabilitas utama dalam termodinamika:

• matematis;
• termodinamika.

Probabilitas termodinamika disebut sejumlah keadaan mikro tertentu, yang melaluinya dimungkinkan untuk melaksanakan keadaan makro yang diperlukan dari konsep tersebut. Untuk menemukan probabilitas termodinamika dari keadaan awalnya, kita harus menghitung jumlah kombinasi yang akan membantu mewujudkan distribusi spasial partikel elementer.

Probabilitas matematis suatu keadaan sama dengan rasio kemungkinan termodinamika dengan nilai total keadaan mikro yang mungkin. Probabilitas matematis selalu kurang dari satu satuan, sedangkan probabilitas dalam termodinamika dinyatakan dalam bilangan besar. Probabilitas dalam matematika bukanlah aditif dan secara langsung berhubungan bukan dengan fitur termal sistem, tetapi dengan fitur mekanis, misalnya, dengan pergerakan molekul dalam medium dan kecepatannya.

Satu dan keadaan makro yang sama dapat berhubungan dengan banyak keadaan mikro kecil. Menurut L. Boltzmann, semakin besar jumlah ketentuan sedemikian rupa sehingga keadaan makro tertentu dapat direalisasikan, semakin besar kemungkinannya dalam praktiknya. Probabilitas termodinamika dari keadaan konsep adalah jumlah keadaan mikro yang akhirnya mewujudkan keadaan makro.

Saat menggunakan metode ini, harus diingat bahwa kesimpulan berdasarkan itu dianggap paling mungkin hanya dalam masalah termodinamika, dan hanya menunjukkan kemungkinan atau ketidakmungkinan proses fisik tertentu. Dalam kondisi nyata, penyimpangan kecil dari kesimpulan yang ditarik tidak dikesampingkan, dan fenomena yang terjadi mungkin, dalam keadaan individu, berbeda dari yang bertindak atas dasar pertimbangan termodinamika umum.

Halaman 1

Probabilitas termodinamika keadaan W dan entropi sistem terisolasi 5 adalah ukuran yang berbeda dari usaha sistem untuk mencapai kesetimbangan. Kedua kuantitas meningkat selama proses ireversibel yang membawa sistem lebih dekat ke kesetimbangan, dan mencapai maksimum pada keadaan kesetimbangan sistem. Ada hubungan kuantitatif antara nilai W dan S. Bentuk umum dari hubungan ini mudah dibuat jika kita memperhitungkan aditivitas entropi, yang merupakan jumlah entropi bagian-bagian individual dari sistem kesetimbangan, dan kelipatan probabilitas suatu peristiwa kompleks, yang merupakan produk probabilitas peristiwa independen individu.

Probabilitas termodinamika keadaan W dan entropi sistem terisolasi 5 adalah ukuran yang berbeda dari usaha sistem untuk mencapai kesetimbangan. Kedua kuantitas meningkat selama proses ireversibel yang membawa sistem lebih dekat ke kesetimbangan, dan mencapai maksimum pada keadaan kesetimbangan sistem. Ada hubungan kuantitatif antara nilai W dan S. Bentuk umum dari hubungan ini tidak sulit untuk ditentukan jika kita memperhitungkan aditivitas entropi, yang merupakan jumlah entropi bagian-bagian individual dari sistem kesetimbangan, dan kelipatan probabilitas suatu peristiwa kompleks, yang merupakan produk dari probabilitas peristiwa independen individu.

Probabilitas termodinamika keadaan W dan entropi sistem terisolasi S adalah ukuran yang berbeda dari kecenderungan sistem ke kesetimbangan. Kedua kuantitas meningkat selama proses ireversibel yang membawa sistem lebih dekat ke kesetimbangan, dan mencapai maksimum pada keadaan kesetimbangan sistem. Ada hubungan kuantitatif antara nilai W dan 5. Bentuk umum dari hubungan ini mudah dibuat jika kita memperhitungkan aditivitas entropi, yang merupakan jumlah entropi bagian-bagian individual dari sistem kesetimbangan, dan kelipatan probabilitas suatu peristiwa kompleks, yang merupakan produk probabilitas peristiwa independen individu.

Probabilitas termodinamika suatu keadaan adalah jumlah keadaan mikro dari suatu sistem yang sesuai dengan keadaan makro tertentu (hal. Nilai P untuk sistem yang homogen secara kimiawi menunjukkan berapa banyak cara distribusi kuantitatif tertentu partikel di atas sel-sel ruang fase dapat direalisasikan, terlepas dari sel mana partikel ini atau itu berada.

Probabilitas termodinamika suatu keadaan suatu sistem adalah jumlah keadaan mikro yang melaluinya keadaan tertentu dapat diwujudkan. Menerapkan teori probabilitas, hukum-hukum yang, dalam kombinasi dengan hukum mekanika, membentuk mekanika statistik, adalah mungkin, di satu sisi, untuk menentukan hubungan antara probabilitas termodinamika dan entropi, dan di sisi lain, untuk menentukan probabilitas termodinamika suatu keadaan.

Kami menentukan probabilitas termodinamika W dari keadaan sistem dari SA / osilator yang telah menerima total n kuanta energi. Kuanta n ini dapat didistribusikan di antara derajat kebebasan 3N dengan cara yang berbeda.

Di bawah probabilitas termodinamika suatu keadaan dimaksudkan pembilang pecahan yang menyatakan probabilitas keadaan ini dalam pengertian biasanya.

Ukuran kuantitatif probabilitas termodinamika keadaan w adalah jumlah keadaan mikro berbeda yang dapat digunakan untuk mewujudkan keadaan makro yang dicirikan oleh parameter termodinamika yang diberikan.

Apa yang disebut probabilitas termodinamika suatu keadaan dan bagaimana hubungannya dengan entropi.

Konsep awal adalah probabilitas termodinamika dari keadaan sistem W .

Sekarang mari kita pertimbangkan hubungan antara probabilitas termodinamika dari keadaan sistem dan entropi.

Boltzmann; W adalah probabilitas termodinamika suatu keadaan, ditentukan oleh jumlah keadaan mikro yang mewujudkan keadaan mikro yang diberikan. Relasi (3.49) mengungkapkan prinsip Boltzmann. Sifat unilateral dari perubahan entropi dalam sistem tertutup ditentukan oleh transisi sistem dari keadaan yang lebih kecil kemungkinannya ke keadaan yang lebih mungkin.

Boltzmann; w adalah probabilitas termodinamika suatu keadaan, ditentukan oleh jumlah keadaan mikro yang mewujudkan keadaan makro tertentu. Relasi (3.49) mengungkapkan prinsip Boltzmann. Sifat sepihak dari perubahan entropi - dalam sistem tertutup ditentukan oleh transisi sistem dari keadaan yang kurang mungkin ke keadaan yang lebih mungkin.

Entropi S terkait dengan probabilitas termodinamika dari keadaan W dengan hubungan yang diketahui Sk nW, di mana k adalah konstanta Boltzmann.

Bobot statistik O atau probabilitas termodinamika dari keadaan sistem termodinamika adalah jumlah keadaan mikro dengan bantuan keadaan makro yang diberikan.