237 [1024x768]

Elementy termodynamiki

7 statystycznej

Dla pełnej termodynamicznej charakterystyki układu należy znać wartości funkcji termodynamicznych całego układu oraz jego składników. Wartości funkcji termodynamicznych czystych składników, a także układów wieloskładnikowych, otrzymuje się na ogół na drodze pomiarów doświadczalnych (kalorymetrycznych, pomiarów SEM, prężności par itp). W ostatnich latach obserwuje się jednakże intensywny rozwój metod badawczych, umożliwiających obliczenie wartości funkcji termodynamicznych układu z parametrów cząsteczkowych.

Metody te opracowano w oparciu o termodynamikę statystyczną. Poniżej zostaną one ogólnie scharakteryzowane w wielkim skrócie, jednak z równoczesnym wyjaśnieniem najważniejszych i niezbędnych do obliczeń parametrów cząsteczkowych.

Mikrostan i makrostan układu

Rozważmy układ złożony z N cząsteczek gazu, zajmujący w temperaturze T objętość V. Cząsteczki gazu znajdują się w bezustannym ruchu i rozważany układ znajduje się w coraz to nowych stanach dynamicznych. Gdyby udało nam się ustalić w danej chwili położenia i pędy wszystkich cząsteczek układu, to Mikro- znalibyśmy tzw. mikrostan układu. Mikrostan układu jest oczywiście niedostęp-ny bezpośrednim pomiarom; doświadczalnie możemy badać jedynie tzw. makrostan układu, który określony jest za pomocą makroskopowych parametrów stanu (p, T, V).