Mühazirə kursu а з я р бай ж ан р е с публика

MÜHAZIRƏ 11

Statistik fizika və termodinamika

1. 
   Fizikada dinamik və statistik qanunauyğunluqlar. Molekulyar fizika çoxlu sayda hissəciklərdən (atom və molekullardan) ibarət olan sistemləri və bu sistemlərdə baş verən hadisələri öyrəndiyinə görə belə sistemlər üçün səciyyəvi olan bəzi məsələlərə diqqət vermək lazımdır. Qeyd edək ki, sistemin çoxlu sayda hissəciklərdən ibarət olması onun daxilində baş verən prosesləri öyrənmək üçün xüsusi metodlardan istifadə etmək zəruriyyəti yaradır. Bu səbəbdən mümkün olan belə metodlar haqqında qısa məlumat verək.
   
2. 
   Dinamik metod. Çoxlu sayda hissəciklərdən ibarət sistemlərdə baş verən hadisələri öyrənmək üçün, sistemi təşkil edən hissəciklərdən hər birinin kütləsini və ona təsir edən yekun qüvvəni bilmək kifayətdir. Çünki, hissəciklərin hər biri üçün hərəkət tənliyini (Nyutonun 2-ci qanununun riyazi ifadəsini) tərtib etdikdən sonra alınan diferensial tənliklər sistemini başlanğıc şərtlər daxilində həll etməklə, sistemə daxil olan hissəciklərdən hər birinin yerdəyişmə vektorunun zamandan asılılığı, yəni r=r(t) asılılığı, müəyyən oluna bilər. r(t)-dən zamana görə birinci tərtib törəmə alsaq maddi hissəciyin sürətini, ikinci tərtib törəmə alsaq isə təcilini təyin edə bilərik. Bu kəmiyyətləri bildikdən sonra maddi hissəciyin impulsunu, kinetik enerjisini və onun hərəkətini xarakterizə edən digər fiziki kəmiyyətləri müəyyən etmək olar. Məsələnin belə həll metodu dinamik metod adlanır. Dinamik metod ilk baxışda cəzbedici görünür. Lakin, deyilənləri axıradək icra
   

etmək o qədər də asan məsələ deyildir. Bu yolda qarşımıza iki ciddi çətinlik çıxır. Bunlardan biri baxılan sistemlərin (cisimlərin) çoxlu sayda hissəciklərdən ibarət olmasıdır. Ən kiçik makroskopik sistem olan 1 qram mol maddə təxminən 10²³ molekuldan ibarətdir. Bu sistemi dinamik üsulla öyrənmək üçün, bütün molekulların koordinat (x_i, y_i, z_i) və impulslarını (p_x, p_y, p_z) müəyyənləşdirmək lazımdır. Qarşıya qoyulan bu məsələni həll etmək üçün 6 × 10²³ tənlik tərtib edərək onları həll etmək lazımdır. Tərtib olunan çoxlu sayda diferensial tənliklərdən ibarət mürəkkəb sistemi həll etmək üçün hər molekulun halını müəyyənləşdirən başlanğıc şərtlərini, müəyyən bir anda molekulların koordinat və impulslarının qiymətlərini bilməliyik. Bu isə özü özlüyündə çox müşkül məsələdir. Bir saniyədə 1 milyon əməliyyat aparan kompüterdən istifadə etsək, qarşımıza qoyduğumuz bu məsələni illər boyunca fasiləsiz işləməklə həll edə bilərik. Bu isə praktik cəhətdən tamamilə əlverişsiz olmaqla yanaşı ağıla sığmayan işdir. İkinci çətinlik birincidən az əhəmiyyətli deyildir. Məsələ ondadır ki, hətta müasir kompüterlərlə mümkünsüz məsələni həll edə bilsək də, yəni hədsiz dərəcədə çoxlu sayda molekulların koordinat və impulslarından ibarət nəhəng cədvəl tərtib etsək də bu cədvəl bir şeyə yaramaz. Çünki əldə etdiyimiz rəqəmlər “dəryasından” istifadə etməklə, sistemin halını xarakterizə edən makroskopik parametrlər (həcm, təzyiq, temperatur) arasındakı əlaqələri müəyyən etmək praktik olaraq mümkün deyildir.

3.