pv nrt中的rt有什物理意義嗎

時間 2021-06-02 13:24:34

1樓:趙客

樓上回答的非常好。我再補充一點:

RT的量綱是能量,可以理解成熱能。熱能越大,粒子的運動(例如平動)越劇烈,部分粒子被撞擊後得到足夠的能量進入高能態的概率也就越大-這就是玻爾茲曼分布的實質。

2樓:黃一珂

學而不思則罔,思而不學則殆。

這個問題還挺大的,我本科時候也問過這個問題。https://www.

四年到頭自己看書自己想,推推公式也就想得差不多了,從k開始吧。

k是Boltzmann常數,出現在S=klnW裡。對於任意可交換能量的兩剛性盒子,總微觀狀態數達到平衡,即微觀狀態數關於能量的全微分為0,對於兩個盒子自己來說,有各自lnW對能量偏導彼此相等。而這實際上是溫度的定義,即溫度是S/k關於能量的偏導

因此kT1=kT2,即T1=T2。溫度的平衡就是在能量軸上,體系微觀狀態數的平衡。

類似地,S/k關於體積的偏導是壓強S/k關於粒子數的偏導是化學勢,因此體系的平衡本質是微觀狀態數取得極值。

之後再出現kT的場合應該是利用最大微觀狀態數對佈居變分,求出配分函式,其中能量項lagrange factor就是kT。

我之所以強調是lagrange factor是因為這種多元函式求條件極值方法,實際上就相當於尋找合適的軌線切割原本的多元函式超平面,讓極值即在超平面上,又在軌線上,而kT,現在就是條件極值點「受力平衡」的條件。

但是其實你仔細一看,實際上你大概在求Helmholtz自由能關於佈居的極值點。這大概也是F為什麼被稱為正則系綜的特徵函式的原因。

於是從這裡,從正則系綜的配分函式開始,E/kT變成了微觀狀態數的代名詞,甚至接下來你還能從中發現等概率原理(最近自己在看公理化系統和形式系統,大概等概率原理算是統計力學的公理吧),搞明白「各粒子等概率分布」和「能量越低的粒子越多」這兩個說法之間是為什麼沒有衝突。

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