Исследование теории и задач по теме «Тепловые явления»
Температура в термодинамике
жүктеу/скачать 1.41 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Температура в квантовой механике.
| Температура в термодинамике. Температура и энтропия (степень беспорядка) взаимосвязаны между собой по формуле:
, где S - энтропия. ΔQ - количество теплоты, внесенное в систему. В равновесном состоянии температура имеет одинаковое значение для всех макроскопических частей системы. Если в системе два тела имеют одинаковую температуру, то между ними не происходит передачи кинетической энергии частицам (тепла). Если же существует разница температур, то тепло переходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой, потому что суммарная энтропия при этом возрастает. Некоторые квантомеханические системы могут находиться в состоянии, при котором энтропия не возрастает, а убывает при добавлении энергии, что формально соответствует отрицательной абсолютной температуре. Температура в квантовой механике. Из теории Бора следует, что электрон, как и вращающийся волчок, имеет угловой момент, называемый спином. Со спином электрона связан и магнитный момент - электрон ведет себя в магнитном поле, как магнит. Если электрон находится в постоянном поле, то, согласно правилам квантовой механики, его спин может быть направлен либо по полю - тогда проекция спина на направление поля равна +1/2η, либо против поля и его проекция равна -1/2η, (h - постоянная Планка). Отсюда следует, что в магнитном поле электрон может находиться в одном из двух состояний; энергия энергия этих состояний может принимать ± µ0H; µ0 - магнетон Бора µ0 , H – напряженность магнитного поля. Систему электронов с магнитными моментами можно сравнить с идеальным газом. Роль скоростей атомов (их кинетической энергии) здесь играет энергия электрона в магнитном поле. Но кинетическая энергия может принимать любое положительное значение, а энергия а магнитном поле принимает только два значения. В квантовой механике доказано, что тепловое равновесие атомов между собой достижимо. В условиях теплового равновесия число электронов ո(-1/2). имеющих энергию -µ0H, будет больше, чем число электронов ո(+1/2), которые имеют энергию µ0H. Отношение этих чисел называют населенностью уровней. В квантовой механике доказано, что населенность уровней определяется одним параметром Т - ее абсолютной температурой. Такое свойство систем было доказано американским физиком Гиббсом в начале XX века. жүктеу/скачать 1.41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|