8- mavzu. Termodinamikaning 2-qonuni statik asoslash

Ansambllar
Biz yukorida ko‘rib o‘tgan misollarimizdan ko‘rdikkiy sistemaning tarkibiga kiruvchi atomning faqatgina garmonik tebranma xarakat turinigina xisobga olgan xolimizda juda ko‘p miqdordagi kvant xolatida bo‘lishi mumkin ekan va bu xolatlar bir qator kvant sonlari orqali ifoda etiladi. Agarda bitta atom o‘rniga ta atomdan tashkil topgan va ko‘p miqdordagi kvant sonlari orqali ifodalanuvchi turli kvant xolatidagi sistemani oladigan bo‘lsak uning ilgarilanma xarakat xolatini umumlashtirilgan koordinatalar soni bilan ifodalash mumkin bo‘lar edi. Albbatta bunda barcha atomlar alohida zarrachalar sifatida qaralishi va ular asosiy elektron xolatida bo‘lishi kerak. Agarda ta atom uchun garmonik ilgarilanma xarakatdan tashqari tebranma va aylanma xarakatlar xam inobatga olinsa xamda elektron qo‘zg‘alishi xam hisobga olinsa ning qiymati nihoyatda katta bo‘ladi. Natijada ta atomli ideal gazdan iborat sistemaning xolatini ifodalash uchun juda ko‘p miqodordagi kvant sonlaridan foydalanish kerak bo‘lar edi.
Agarda biz bir mol’ ideal’ gazning termodinamik kattaliklarini, masalan, bosimini, xajmini, yoki xarorotini xisoblamoqchi bo‘lsak ayni gaz molekulalarning turli mikroxolatlarini aniqlashimiz va ularni shu kattaliklarga qanday xissa qo‘sha olishini hisoblab topishimiz kerak bo‘ladi. Bu masalani Gibbs ansambllar konsepsiyasi orqali xal qilish mumkinligini ko‘rsatib berdi.
Ansambllar uch xil turda bo‘ladi, ular mikrokononik, kononik va makrokononik, ansambllar deb ataladi. Mikrokoponik ansambllar ajratilgan bulib,ular bir xil va ga ega buladi. Kononik ansambllar berk sistemalar kabi tashki muxit bilan energiya almasha oladiva lar doimiy buladi. Makrokononik ansambl ochiq izotermik sistemalardan tashkil topgan bulib, sistemalarning xajmi, zarrachalar soni va xarorati bir xil bo‘ladi.
Biz o‘rganayotgan gazning termodinamik xossasini aniklash uchun, avvalgi ko‘rib chiqqan misollarimizga mos ravishda kononik ansambldan foydalanamiz. Kononik ansamblni 4-rasmda keltirilgan chizma orkali mushuntirish mumkin (chizmada ansamblning fakat 10 ta sistemasi berilgan). Chizmadagi xar bir katak bir xil xajm va zarrachalar soniga ega, lekin sistemalarning energiyalari turlicha bo‘lishi mumkin. Agarda ayni ansambl T xaroratdagi termostat bilan o‘zaro ta’sirlanishda bo‘lsa ma’lum vaqtdanso‘ng ansambl sistemalari va xokozo energiyalarga ega bo‘lish exmoligiga egadirlar. Sistemalarning turli energiyaga ega bulishliklari ularning turli mikroxolatlarini ifoda etadi.




Ansambl sistemalarining xolatidan kelib chikkan xolda uning o‘rtacha energiyasini va bosimini xisoblash uchun statistik termodinamikaning postulatlaridan foydalanamiz.