Молекулярный хаос - Molecular chaos
в кинетическая теория газов в физика, гипотеза молекулярного хаоса (также называемый Stosszahlansatz в трудах Поль Эренфест[1][2]) является предположением о том, что скорости сталкивающихся частиц некоррелированы и не зависят от положения. Это означает, что вероятность столкновения пары частиц с заданными скоростями можно рассчитать, рассматривая каждую частицу отдельно и игнорируя любую корреляцию между вероятностью обнаружения одной частицы со скоростью v и вероятность нахождения другой скорости v' в небольшом регионе δr. Джеймс Клерк Максвелл ввел это приближение в 1867 г.[3] хотя его происхождение можно проследить до его первой работы по кинетической теории в 1860 году.[4][5]
Предположение о молекулярном хаосе - ключевой ингредиент, позволяющий исходить из Иерархия BBGKY к Уравнение Больцмана, уменьшая функцию распределения с двумя частицами, отображаемую в члене столкновения, до произведения распределений с двумя частицами. Это, в свою очередь, приводит к тому, что Больцмана H-теорема 1872 г.,[6] которые попытались использовать кинетическую теорию, чтобы показать, что энтропия газа, приготовленного в состоянии менее чем полного беспорядка, должна неизбежно возрастать, поскольку молекулам газа позволяют столкнуться. Это вызвало возражение со стороны Лошмидт что невозможно вывести необратимый процесс из симметричной во времени динамики и формализма симметричной во времени: что-то должно быть не так (Парадокс лошмидта ). Разрешение (1895 г.) этого парадокса состоит в том, что скорости двух частиц после столкновения больше не являются действительно некоррелированными. Утверждая, что допустимо игнорировать эти корреляции в популяции временами после начального времени, Больцман ввел элемент временной асимметрии через формализм своих вычислений.[нужна цитата ]
Хотя Stosszahlansatz обычно понимается как физически обоснованная гипотеза, недавно было подчеркнуто, что ее также можно интерпретировать как эвристическую гипотезу. Эта интерпретация позволяет использовать принцип максимальной энтропии чтобы обобщить анзац к функциям распределения высшего порядка.[7]
Рекомендации
- ^ Эренфест, Пол; Эренфест, Татьяна (2002). Концептуальные основы статистического подхода в механике. Курьерская корпорация. ISBN 9780486495040.
- ^ Браун, Харви Р .; Мирвольд, Уэйн (2008-09-08). «H-теорема Больцмана, ее ограничения и рождение (полностью) статистической механики». arXiv:0809.1304 [Physics.hist-ph ].
- ^ Максвелл, Дж. К. (1867). «К динамической теории газов». Философские труды Лондонского королевского общества. 157: 49–88. Дои:10.1098 / рстл.1867.0004. S2CID 96568430.
- ^ Видеть:
- Максвелл, Дж. К. (1860) «Иллюстрации к динамической теории газов. Часть I. О движениях и столкновениях идеально упругих сфер». Философский журнал, 4-я серия, 19 : 19–32.
- Максвелл, Дж. К. (1860) «Иллюстрации к динамической теории газов. Часть II. О процессе диффузии двух или более видов движущихся частиц между собой», Философский журнал, 4-я серия, 20 : 21–37.
- ^ Генис, Балаш (2017). «Максвелл и нормальное распределение: цветная история вероятности, независимости и стремления к равновесию». Исследования по истории и философии современной физики. 57: 53–65. arXiv:1702.01411. Bibcode:2017ШПМП..57 ... 53Г. Дои:10.1016 / j.shpsb.2017.01.001. S2CID 38272381.
- ^ Л. Больцманн "Weitere Studien über das Wärmegleichgewicht unter Gasmolekülen. "Sitzungsberichte Akademie der Wissenschaften 66 (1872): 275-370.
Английский перевод: Больцманн, Л. (2003). «Дальнейшие исследования теплового равновесия молекул газа». Кинетическая теория газов. История современных физических наук. 1. С. 262–349. Bibcode:2003HMPS .... 1..262B. Дои:10.1142/9781848161337_0015. ISBN 978-1-86094-347-8. - ^ Хлямович, Г .; Malaspinas, O .; Chopard, Б. (2017). "Кинетическая теория за пределами Stosszahlansatz". Энтропия. 19 (8): 381. Bibcode:2017Entrp..19..381C. Дои:10.3390 / e19080381.
 | Этот физика -связанная статья является заглушка. Вы можете помочь Википедии расширяя это. |