Главная » Просмотр файлов » Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики

Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (1185114), страница 70

Файл №1185114 Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики.djvu) 70 страницаГельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики (1185114) страница 702020-08-21СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 70)

Э. Бауэра, а также: Три нчер К. С. Биология н информация. М., 1965. и' Лоренц Г. Статистические теории в термодинамике. М.— Л., 1935,с.9. '" Л э у э М. История физики. М., 1956, с. 110. Я. М. Гельфер 257 во-вторых, нет такого процесса в природе, к которому этих начал нслеэя было бы применитьэ нт, А акад. А. Ф. Иоффе в своих воспоминаниях прямо говорит; еПомнится, что термодинамику и в особенности статистическую физику я воспринимал... как конкретное развитие идей диалектического материалиэлюэ и'.

Сопоставляя все эти оценки и высказывания, мы видим глубокую эволюцию взглядов на предмет и значение термодинамики. В какой-то мере эту эволюцию можно проследить, сравнивая определения термодинамики как науки, даваемые различными учеными в различные периоды ее развития. Во всех без исключения учебниках и монографиях в первый период развития термодинамики последняя неизменно определялась как наука о взаимосвязи между теплотой и механической работой. В этом определении нашел свое отражение тот факт, что термодинамика возникла и сформировалась под влиянием чисто утилитарных технических запросов первой половины Х1Х в. Ее задача усматривалась главным образом в изучении тех явлений и процессов, которые непосредственно связывались с работой тепловых машин.

Именно в таком духе определяется термодинамика у Рюльмана: это наука о «мехапических действиях тепла и механических процессах, производимых теплотойэ ыэ. Однако с течением времени область применения законов термодинамики расширяется. Это расширение становится возможным благодаря возникновению новых методов, новых идей и новых понятий.

В сферу термодинамики попадают уже не только вопросы взаимопревращения теплоты и работы, но также и ряд других явлений из различных областей физики и химии. Ее значение как важнейшей и достаточно общей физической теории, способной объяснить многие явления природы, становится все более и более ясной. Параллельно с расширением области применения возникают важные теоретические вопросы. 1.

Каковы границы действия термодинамических законов и понятий? 2. Каков физический смысл основных термодинамическнх законов и понятий, в частности понятия энтропии? 3. Исчерпываются ли основы термодинамики только двумя началами? 4. Возможно ли распространение термодинамического метода на неравновесные процессы? 5. Приложимы ли методы термодинамиков в такой же степени к живым объектам, как и к неживым? Возникали, естественно, и другие вопросы. По мере того как находились ответы на эти вопросы, термодинамика все более и '"' Нер пот В. Опытные и теоретические основания нового теплового закона, с.

6. '" И о ф ф е А. Ф. Встречи с физиками. М., 1960, с. 11. '"' ЙОЬ!гое пп рй НзпбЬисЬ дег Месьей1зсьей %аппе1Ьеот1е, Вб. 1, 8. 2. 268 более уходила от своей простейшей первоначальной задачи — изучения взаимосвязи теплоты н механической работы. В конечном итоге к началу текущего века термодинамика превратилась в науку, охватывающую все изменения, которые могут претерпевать физические и химические системы, в том числе изменения формы и размеров, кристаллической структуры, химического состава и т.

п. Уже в этот период термодинамика определялась как наука о физических и химических явлениях, протекающих в системах, находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Дальнейшее развитие термодинамики происходило в следующих направлениях: а) расширение и обобщение основных понятий на область неравновесных состояний и процессов; б) исследование логической структуры, ее основных понятий и законов; в) разработка новых термодинамнческнх методов исследования; г) расширение области применения термодинамики, включая и биологические объекты, перенесение методов и понятий термодинамики в другие науки, в частности в теорию информации. Все это вместе взятое привело к совершенно иному взгляду на предмет термодинамики, которая стала рассматриваться как наука, изучающая общие феноменологические закономерности тепловой формы движения материи. В таком духе определяется термодинамика, например, Мейкснером в докладе «Новейшее развитие термодинамики» (1958): «Тер»»одинамика давно рассматривалась как существенная область физики, занимающаяся изучением тепловых явлений.

Однако со временем, ао мере включения в нее химических реакний, теплового излучения, электромагнитного ноля и других, она все больше и больше ариобретала характер всеобщей науки. Лучи»е всего термодинамику можно охарактеризовать словами, сказав, что она охватывает все состояния континуальной материи и устанавливает общие связи между этими состояниями» '»ь. '" Ме1» пег 1. !ч!епе Еп!ч«!с!с!ипиеп йет Тьеттпобупепт!!с.— В сбс ЧетднепШсне !Чз!пт»е!ззепзсйе11, Не!!.

72. Аеснеп, 1960, 8. 3. Часть третья СИНТЕЗ ТЕРМОДИНАМИКИ И МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Г Л А В А 1Х. РАЗВИТИЕ МОЛЕКУЛЯРНОКИИЕТИЧЕСКОИ ТЕОРИИ В Х1Х В. З 23. Начальный период Общие замечания В первой части книги был рассмотрен вопрос о происхогкдении и развитии корпускулярных представлений о природе теплоты.

Уходящая своими корнями к античным натурфилософам, корпускулярная гипотеза, рассматривавшая теплоту как род движения, мало-помалу забывалась вместе с трудами, в которых она излагалась. Этому обстоятельству в значительной степени способствовали два фактора: широкое распространение и длительное господство теории теплорода и отсутствие теоретической и экспериментальной основы, на которой могла бы развиваться корпускулярная гипотеза и успешно конкурировать с теорией теплорода. Между тем в работах таких физиков, как М. В. Ломоносов, Д. Бернулли, Румфорд и некоторых других, содержались вполне зрелые мысли относительно сущности теплового движения. Не хватало лишь некоего принципа, который все поставил бы на свое место и превратил корпускулярную гипотезу в научно обоснованную теорию. И подобно тому, как принцип эквивалентности теплоты и работы, окончательно показав несостоятельность теории теплорода, лег в основу развития феноменологической теории теплоты — термодинамики, точно так же этот принцип положил начало превращению корпускулярной гипотезы в современную молекулярно- кинетическую теорию теплоты.

Естественно, что, отбросив теорию теплорода и признав, что теплота есть особый род движения частичек тела, физики дальнейшие свои усилия направили к тому, чтобы выяснить особенности этого движения, его закономерности и применить полученные сведения к объяснению наблюдаемых на опыте тепловых закономерностей вещества. Последовательное решение всех этих задач привело первоначально к возникновению и развитию молекулярно-кинетической теории газов, превратившейся впоследствии в важнейший раздел современной теоретической физики — статистическую физику.

260 Можно указать три основных периода в развитии статистической физики. 1. Развитие молекулярно-кинетической теории и ее синтез с феноменологической термодинамикой. Этот период начинается с середины Х1Х в. и продолжается до начала ХХ в.; он связан в первую очередь с трудами Клаузиуса, Максвелла и Больцмана. 2. Развитие общей статистической механики как физической теории, призванной объяснить, в первую очередь на основе определенных представлений о молекулярном строении и механизме взаимодействия частиц системы, наблюдаемые на опыте значения физических величин в состоянии их термодииамического равновесия. Второй период — это период создания статистической термодинамики. Его основоположником прежде всего является Д.

В. Гиббс. Большой вклад в этот период внес своими трудами А. Эйнштейн. Гиббсовская статистическая механика сыграла важную роль в развитии современной физики. Второй период можно датировать с момента выхода классической монографии Гиббса «Основные принципы статистической механики» (!902). 3. Открытие и дальнейшее развитие квантовых статистик. Этот период тесно связан с возникновением и постепенным проникновением в термодинамику и статистическую механику квантовой теории М.

Планка. Этот период начинается с 1924 г. и прежде всего связан с исследованиями В. Паули, Ш. Бозе, Л. Эйнштейна, Э. Ферми и П. Дирака. В последующих главах будет рассмотрено развитие этих трех периодов. Молекулярно-кинетическая теория теплоты и механическая теория теплоты развивались более четверти века параллельно и в значительной мере независимо друг от друга. Только во второй половине 70-х годов прошлого века наметился синтез, который ознаменовался великим открытием Больцмана — обоснованием статистической природы второго начала термодинамики.

По мере развития молекулярно-кинетической теории расширяются ее содержание и область применения. Достигнув больших успехов в объяснении свойств газов, она начинает применяться и для объяснения свойств жидкостей и твердых тел. Идеи Уотерстона, Герапата, Джоуля и Кренига Несмотря на то, что повсеместное распространение теории теплорода вытеснило учение о теплоте как роде движения и привело почти к полному забвению, труды основоположников корпускулярной гипотезы тем не менее не были забыты. К середине Х1Х в. намечается возрождение этого учения. Появляются сочинения, авторы которых пытаются не только обосновать атомистику с точки зрения философии и естествознания, но и применить ее для объяснения конкретных физических явлений. Это возрождение связано прежде всего с тем, что наука в указанный период получила дальнейшее развитие, были открыты новые факты и исследованы явления, которые успешно объяснялись с точки зре- 261 ния атомистики.

В трудах философов развивается общая теория строения материи, основанная на атомистической гипотезе. Наряду с этим дается научно аргументированная критика теорий противников атомистики и в первую очередь последователей немецких философов Канта, Гегеля и Шеллинга, которые, как известно, не признавали атомистического учения. Именно в рассматриваемый период появляются и первые работы, положившие начало развитию молекулярно-кинетической теории газов, т.

е. теории, пытавшейся объяснить физические свойства газов (в том числе и газовые законы) на основе атомистикн. Обычно первые разработки этой теории связывают с публикацией мемуаров Джоуля и Креннга в 50-х годах Х1Х в. Между тем еще за несколько лет до их работ в ту пору малоизвестный английский ученый Дж. Дж. Уотерстон представил в «РЫ!озорЫ- са1 Тгапзас11оп» статью «О физической среде, состоящей из свободных и вполне упругих молекул, находящихся в движении» (1845), в которой развил основные представления элементарной кинетической теории газов. Отношение к этой работе представителей «большой науки» весьма характерно в годы царствования теории теплорода.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6553
Авторов
на СтудИзбе
299
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее