Войти
ФлеймФорумОбщее

Трение, ЭМ излучение и второе начало термодинамики (3 стр)

Страницы: 1 2 3 4 Следующая »
#30
9:57, 10 окт. 2018

С микроскопической точки зрения температура молекулы/атома - это что?

#31
10:00, 10 окт. 2018

Dexus
> С микроскопической точки зрения температура молекулы/атома - это что?
Ничего, температура - это макроскопический параметр, средняя плотность энергии по больнице.
Хотя в своём словесном описании я мог употребить это слово как синоним кинетической энергии, ради образности. Один фиг, там ни одной формулы не записано. С той же степенью точности можно было придумать сиквел рассказа про звёздную суперпозицию, вот только у моей фантазии сегодня погода не лётная, поэтому придётся ограничиться тёплыми шероховатостями.

#32
10:19, 10 окт. 2018

Delfigamer
> Ничего, температура - это макроскопический параметр, средняя плотность энергии по больнице.
Не. Вопрос был не про температуру системы а температуру отдельной частицы.
Чем отличается атом кислорода с разной энергией? Внутренне? Внешне это проявляется как интенсивность+амплитуда колебаний. Но что это за колебания?

#33
10:25, 10 окт. 2018

Dexus
> Но что это за колебания?
  На все Воля Божья

Да и зачем тебе это знать?
#34
10:36, 10 окт. 2018

Dexus
> Чем отличается атом кислорода с разной энергией? Внутренне? Внешне это
> проявляется как интенсивность+амплитуда колебаний. Но что это за колебания?

Это выражается в разном количестве степеней свободы для электронов на орбиталях атома, чем (условно) "ширше радиус", тем больше положений в пространстве может занять электрон, тем больше внутренняя  энергия атома и тем сильнее его колбасит относительно других атомов в среде/кристаллической решётке.

#35
10:41, 10 окт. 2018

0iStalker
То есть отдельный атом в _вакууме_ с огромной энергией никуда не будет колбаситься, потому что его расширенная электронная орбиталь ни с какими другими взаимодействовать не будет?
То есть энергия "температура" просто увеличивает размер атомов?

#36
10:42, 10 окт. 2018

Dexus
> потому что его расширенная электронная орбиталь ни с какими другими
> взаимодействовать не будет?

Как не будет, а квантовые флуктуации и всякие там виртуальные частицы?  Другое дело, что атом в состоянии возбуждения не будет долго находится, а переизлучит лишнюю энергию в пространство.

#37
10:51, 10 окт. 2018

0iStalker
> а квантовые флуктуации и всякие там виртуальные частицы?
Квантовые флуктуации и виртуальные частицы откинем, они не наблюдаются.
> атом в состоянии возбуждения не будет долго находится, а переизлучит лишнюю энергию в пространство.
Ну да, тепловое ЭМ излучение. Но отдельный атом колебаться до излучения не будет ведь? Я так понимаю что тепловое излучение просто создаёт реактивную кинетику, от того движение и начинается?

#38
11:29, 10 окт. 2018

Dexus
> Но отдельный атом колебаться до излучения не будет ведь? Я так понимаю что
> тепловое излучение просто создаёт реактивную кинетику, от того движение и
> начинается?
Отдельный атом будет просто лететь по прямой линии с постоянной скоростью. Если атом при этом предварительно запасён возбуждёнными электронами - то в ходе полёта он скинет этот избыток энергии в процессе, полностью аналогичном радиоактивному распаду. Причём, фотоны от него полетят не абы какие, а строго соответствующие разнице энергий между конфигурациями электронов. Потому у газоразрядных трубок линейчатые спектры - там основное излучение идёт от распада возбуждённых атомов.
Тепловое излучение же возникает от взаимодействия нескольких молекул - будь то удержание их в решётке, или просто столкновение мимо пролетающих частиц газа. То есть, тепловое излучение - это классические электромагнитные волны - которые возникают, когда заряд движется с ускорением. Как следствие, оно не подвержено такому же квантованию - тогда как спектры атомов дискретны, так называемый спектр чёрного тела - это непрерывная функция.

Ещё, в некоторых местах я встречал упоминание о "температуре" как о характеристике состояния атомного ядра - типа, «в циклотронах БАК в местах ядерных реакций температура составляет базиллион кельвин». Я не совсем понимаю, о какой температуре идёт речь. Наверно, они тупо умножают энергию реакции на постоянную Больцмана.

#39
12:05, 10 окт. 2018

Delfigamer
> То есть, тепловое излучение - это классические электромагнитные волны - которые возникают, когда заряд движется с ускорением.
Хмм. Ну то есть отдельно висящий в вакууме, в некоей "ловушке" атом, будь у него сколь угодно большая энергия, тепловой спектр излучать не будет - выдаст "бурст" квантованных фотонов, и успокоится?
Значит если у нас кристаллическая решётка допустим 10х10х10 атомов, и угловой из них "сверхраскалён" - он в рандомных направлениях эти не-тепловые разряды фотонов бахнет мина этом его миссия закончится. А соседи поглотят эти фотоны, зарядятся сами, и также разрядятся в свои соседние дальше. Но ведь это переизлучение теплового движения не создают? Или всё-таки факт излучение фотона с орбитали придаёт кинетический реактивный импульс всему атому? Тогда эти колебания понятны.

#40
13:02, 10 окт. 2018

Delfigamer
> Так и есть. Система "одна спокойная молекула + один фотон" обладает большей
> энтропией, чем "одна возбуждённая молекула", поэтому вторая система любит
> самопроизвольно превращаться в первую (а фотоны любят самопроизвольно улетать).

Да, как-то неожиданно просто всё получается. Я разочарован)

Исходная идея была в том, что раз трение между колёсами автомобиля и дорогой служит фундаментальным доказательством делимости вещества колёс и дороги, то может и “излучательное трение” говорит о чём-то похожем?
Вот как выглядят абстрактно-натянутые рассуждения: электроны движутся в атоме, и “упорядоченная кинетическая энергия” электронов превращается, допустим, в неупорядоченную кинетическую энергию каких-нибудь кварков, а далее происходит процесс излучения.
Хотя фраза “электроны движутся в атоме” сильно некорректна в квантовой механике, очевидно что законы термодинамики и статистики одинаковы и в ньютоновской механике, и в квантовой, и в любой другой.

Dexus
> С микроскопической точки зрения температура молекулы/атома - это что?

Мне тоже интересен этот вопрос. Надо его сформулировать так: как распределена тепловая энергия нагретого куска вещества?
Очевидно, часть этой тепловой энергии – кинетическая энергия молекул этого вещества, другая часть – кинетическая энергия ядер и электронов в молекулах. Ещё в тепловую энергию, как я понимаю, может входить потенциальная энергия молекул и ансамблей (например когда нагреваем воду – рвётся часть водородных связей, соответственно увеличивается их потенциальная энергия). А входит ли в эту общую энергию какая-нибудь кинетическая энергия кварков?
Для ответа на этот вопрос нужно лучше представлять, от каких факторов зависит теплоёмкость вещества, и насколько точно можно просчитать теплоёмкость чисто теоретическими методами (опираясь на третье начало термодинамики).

#41
14:49, 10 окт. 2018

Delfigamer
> Просто так получается, что в этом спектре, под критерий "тепловое равновесие" попадает намного больше вариантов, чем остальных;
Вообще-то, ключевой момент, что критерий "теплового равновесия" относится не к отдельным вариантам, а к распределению целиком.
Т. е. термодинамика, по сути, утверждает, что какое бы не было начальное распределение системы по возможным состояниям, это распределение, в конечном счете, приходит к равновесному.
Тут, собственно, есть прямая аналогия с марковскими процессами, которые тоже приводят к равновесным распределениям.

Т. е. для честной математической формулировки "массовость" системы особо и не нужна.
Просто для большой однородной системы можно набрать статистику маленьких подсистем из разных мест.

Dexus
> С микроскопической точки зрения температура молекулы/атома - это что?
Если система распределена по уровням энергии с вероятностью, пропорциональной exp(−E/T), то система имеет температуру T.
Кстати, эта величина достаточно осмысленна: в разреженном газе из этих молекул/атомов каждая частица будет иметь как раз такое распределение.

Delfigamer
> Тепловое излучение же возникает от взаимодействия нескольких молекул - будь то удержание их в решётке, или просто столкновение мимо пролетающих частиц газа.
Тепловое излучение — это равновесное состояние фотонного газа при определенной температуре.

> Как следствие, оно не подвержено такому же квантованию - тогда как спектры атомов дискретны, так называемый спектр чёрного тела - это непрерывная функция.
Просто размер атома ограничен, а пространства, где летают фотоны — нет. Если запихать все в зеркальный ящик, то спектр черного тела тоже станет линейчатым.

> Ещё, в некоторых местах я встречал упоминание о "температуре" как о характеристике состояния атомного ядра - типа, «в циклотронах БАК в местах ядерных реакций температура составляет базиллион кельвин». Я не совсем понимаю, о какой температуре идёт речь.
В каждом ядре свинца почти 300 нуклонов, в каждом дофига кварков и глюонов.
Так что область столкновения достаточно большая и для малых подобластей можно считать, что устанавливается локальное термодинамическое равновесие.
В общем, полностью аналогично нестационарным процессам гидродинамики и теплопроводности.

#42
14:49, 10 окт. 2018

Vit Nhoc
> А входит ли в эту общую энергию какая-нибудь кинетическая энергия кварков?
  Электромагнитная энергия тоже входит и атомная

#43
15:42, 10 окт. 2018

}:+()___ [Smile]
> Если система распределена по уровням энергии с вероятностью, пропорциональной exp(−E/T), то система имеет температуру T.
Ты немного не в ту область ушёл. Я спросил про структурное выражение температуры (энергии) в отдельном _стационарном_ атоме. Ну, фактически внешнее выражение энергетических уровней от 0 до бесконечности, в условно "замороженном во времени" атоме.

Потенциальная энергия никак не отражается на самом веществе, кинетическая выражается только в динамике, и по отдельному кадру эту энергию получается невозможно узнать. А энергию (температуру) - получается, можно?

#44
16:32, 10 окт. 2018

Dexus
> А энергию (температуру) - получается, можно?

Ну, например, по увеличению массы :)

Страницы: 1 2 3 4 Следующая »
ФлеймФорумОбщее

Тема в архиве.