关于大物上,热力学概率 的 一些 问题

1个回答

  • 1)

    “Ω就不是成指数增长了,为什么还有S=klnΩ这一公式?”

    ——Ω本来就与什么指数增长毫无关系!S=klnΩ这个公式是将两个概念联系起来——系统的熵S与系统的微观状态数Ω的对数成正比.

    2)

    “一个系统20个分子就是2^20?”

    ——当然不是啦!唉,你显然没能理解统计物理的基础,我也没法细说,因为内容较多,你得自己好好看书!这是基本内容,统计力学的书上一定有相关的内容.我只能提醒你:微观状态数与粒子的全同与否、是玻色子还是费米子(若全同)、系统的能级如何、各能级的简并度如何、粒子在各能级上怎样分布、或者粒子在相空间中如何分布等都有关系,不是你那样简单就能算出来的!

    “Ω的最大值实际上=该系统在给定条件下所有可能微观状态数”

    ——这句话叙述上有问题,应为“出现几率最大的分布(即玻尔兹曼分布,对应于一个宏观状态,它其实就是一个热平衡状态)所对应的Ω实际上=该系统在给定条件下所有可能微观状态数”.注意“实际”二字,实际系统包含大量的粒子,此时,玻氏分布相应的Ω比其他所有可能的分布相应的Ω的总合还大得多,所以有上面那句话.如果粒子数目不大,那上面那句话就不对了.

    3)

    你说的对,那样熵就是不确定的!刚开始就是这样的状况,实际中影响不大(因为通常关心都只是熵的变化量,而不是其绝对量),只要分得足够细.有了量子论后,与N个的粒子(r个自由度)相应的N*r维相空间的最小空间元的体积是h^r(h是普朗克常数),这样,熵就能确定了.

    4)

    注意定义:某一宏观状态所对应的微观状态数目,称为该宏观状态的热力学概率.

    可见热力学概率的实质是微观状态数,这个数目当然是不小于1的;这与普通的不大于1的概率的概念是不同的!

    也许就是为了避免你那样的混淆,实际上我学的那本书上根本就没有“热力学概率”这个概念(上面那个定义我是网上差到的),直接就用“微观状态数”这个概念.

    5)

    “S=S1+S2,因为Ω=Ω1Ω2,为什么呢?”

    ——就是因为S=klnΩ这一公式啊!Ω=Ω1Ω2两边取对数并同乘k得:klnΩ=kln(Ω1Ω2)=klnΩ1+klnΩ2,这就是S=S1+S2.

    “Ω1=w1^n1,Ω2=w2^n2,Ω=(w1+w2)^(n1+n2)?”

    ——你这个算法是不对的,参见“2)”中的说明.多说一点:系统总是在给定能量下计算相关的Ω,你那样算就不能保证所有可能微观状态所对应的总能量是相同的.

    6)

    “定义一样就是一个量?”

    ——这是当然啦!科学定义是严格的,定义与物理量是一一对应的,不像日常生活中不同的人可以有相同的名字、同一个人又可以有不同的名字……也可能我没理解你这一问到底想问什么,请再说清楚些.