Statistik fizika nazariy fizikaning asosiy tarkibiy qismlaridan biri bo’lib, juda ko’plab zarralardan tashkil topgan fizik tizimlar (makrotizimlar) xususiyatlarini o’rganish bilan shug’ullanadi

25.107,Termodinamikaning ikkinchi qonuni statistik tolqini.
Termodinamikaning ikkinchi qonunining umumiy ta’rifi bu ikkita qoidaning bir-biriga bog'lanmaganligidan kelib chiqadi: Q>A, A=Q. (1) Q>A - birinchi qoida muvozanatdagi sistem alar uchun absolut termodinamik temperatura va holatning yangi bir qiymatli funksiyasi entropiyaning mavjudligiga olib keladi. (1) dan term odinamika ikkinchi qonuning turli xil ta’riflari kelib chiqadi: «Issiqlik o‘z holicha sovuq jism dan issiq jismgao‘ta olmaydi» - Klauzius ta’rifi; «O'zini o‘rab olgan muhitdahech qanday o'zgarish hosil qilm asdan, faqat biror jism ning
sovishi hisobiga issiqlikni uzluksiz holda m usbat ishga aylantirib turuvchi davriy harakatlanuvchi mashinani qurish mumkin emas» - Tomson-Plank ta’rifi. Bu ta’riflar teng kuchlidir.
Biror jism issiqligini kom pensatsiyasiz to'la holda ishga aylantiruvchi qurilma ikkinchi xil perpitium mobile deb yuritiladi.Ammo, issiqlikni kom pensatsiyasiz to'la holda ishga aylantirish
mumkin emas. Ikkinchi xil abadiy dvigatelni qurish mumkin emasligi
to'g'risidagi ikkinchi qonunning um um iy ta’rifi (1) dan m uvozanatli jarayonlarda, term ik tomondan bir jinsli sistemalarninghar bir holati yaqinida, shunday holatlar m avjud bo'ladiki,
unga muvozanatli adiabatik yo'l bilan etishish m umkin emasligi
kelib chiqadi. Bu Karateodorining «adiabatik yo'l bilan etishishmumkin emas» prinsipi deb yuritiladi. Karateodori shu prinsipiasosida absolut tem peratura va entropiya tushunchasini kiritadi
va matematik isbotini beradi.


26. Tizimning termodinamik erkinlik darajalari
Biz shu paytgacha tizim erkinlik darajasining soni deganimizda uni tashkil etgan atomlar o’rnini aniqlovchi barcha q_i (i=1,2,…..s) koordinatalar tushunilar edi. Agar tizimni xarakterlovchi kattaliklarning faqat o’rtacha qiymatlari bilan qiziqsak izolyasiyalangan ergodik tizim faqat energiya orqali to’la ifodalanadi, chunki kattaliklarning vaqt bo’yicha o’rtachasi energiya funksiyasidir. Termodinamika nuqtai nazaridan bu bitta erkinlik darajasiga ega bo’lgan tizimdir. Agar bir qator a_k (k=1,2,…m) tashqi parametrlar mavjud bo’lsa erkinlik darajasining soni (m+1) - ga teng bo’ladi. Agar tashqi parametr faqat bitta, masalan, a₁=V - hajm bo’lsa tizim ikkita erkinlik darajasiga ega bo’ladi. Bu holda o’zgaruvchilar sifatida E - energiya va V - hajmlarni qabul qilish mumkin.
Ko’pchilik hollarda E - o’rniga θ - statistik temperaturadan foydalanish qulaydir, chunki dastlab Z(θ,a_s) - holat integrali va F(θ₁,…a_s…) - ozod energiyalarni hisoblash oson bo’ladi. Ozod energiyani bilgan holda tizim energiyasini topish mumkin.
Biz oldin ko’rgan H₀, θ, lng(H) ifodalari orasidagi barcha differensial munosabatlar tashqi parametrlar mavjudligida ham kuchga ega, albatta. Ammo bu yerda endi θ - bo’yicha hosilani, a_s - lar doimiyligida, xususiy deb qaramoq lozim. Masalan,
bo’ladi, chunki g - statistik vazn tashqi parametr a_k -larga bog’liq. Shuningdek:



(3.1)

Termodinamika I - qonunining differensial ifodasi, ma’lumki,

ko’rinishga ega. Bundagi dA=-(dF)_θ=const - elementar ish to’la differensialga ega emas, chunki u F≡F(θ,a_s) - ozod energiya to’la differensialining bir qismini tashkil etadi. Shunday qilib tizim bir holatdan ikkinchi holatga o’tganda u bajaradigan chekli ish jarayonning o’tish uslubiga bog’liq. Xususiy holda bu o’tish izotermik bo’lsa:

ya’ni tizim ozod energiyasi kamayishi hisobiga ish bajariladi.

Ma’lumki, H^/ - termostat Gamilton funksiyasi shu termostatni xarakterlovchi p^/_i,q_i^/ - o’zgaruvchilariga bog’liq va u tizimning θ,a_s - makroskopik kattaliklariga bog’liq emas. Shuning uchun dQ= - dH^/ ifodasi ham to’la differensialga ega emas. Shunday qilib Q - issiqlik miqdori ham, A - ish ham holat funksiyasi bo’la olmaydi, shuning uchun ularga tegishli bo’lgan dQ va dA - lar to’la differensialga ega emas. dQ va shuningdek dA- lar θ,a_s - o’zgaruvchilarning ma’lum bir chiziqli differensial ko’rinishlaridir va bu kattaliklarning integrali integrallash yo’liga bog’liq bo’ladi, ya’ni , . Bunga butunlay teskari - tizim energiyasi θ va a_s - larning funksiyasi va dE uning to’la differensialidir. Shunday qilib, dQ va dA ikki differensial ifodalar farqi to’la differensial bo’ladi. Molekulyar - kinetik nazariyani tadbiq etmay turib termodinamikaning asosiy qonuniyatlarini bayon etishda dQ va dA - lar muhim tushunchalar bo’lib xizmat qiladi. Va, nihoyat, termodinamika birinchi qonunining bosh ma’nosi ham shundan iboratki E - holat funksiyasi mavjud, uning dE - to’la differensiali (dQ - dA) - ga teng. Statistik fizikada esa bu xulosa o’z - o’zidan tushunarlidir.