正则系统,哈密顿(总能量)表达为总动能+总势能,前者是广义动量的平方项之和,后者是广义坐标的平方项之和以及另外的势能的总和

正则系统,哈密顿(总能量)表达为总动能+总势能,前者是广义动量的平方项之和,后者是广义坐标的平方项之和以及另外的势能的总和。根据动能平均值,和动量平均值表达式,考察广义积分法,再由归一化条件,可得哈密顿量所有平方项的能量平均值都等于kT/2。。。。。。

具体的推算就不抄了。。。。没有数学软件。

以前人们认为,这世界是由物质和能量组成——能量可以理解跟物质的运动有关,E=mc^2表示的只是质量与能量之间的当量关系;自薛定谔开始,人们开始认为这世界是由物质、能量和信息组成,信息也就是负熵。信息的表达,需要借助于物质的某种秩序——例如传输信息时编码符号的排列顺序,储存信息时磁化物质的自旋偏转方向排列,等等。因此,信息又跟物质的秩序有关(而熵正是物质无序程度的度量)。
总之,这世界是由物质、能量和信息组成的,也可以说成是,这世界包含物质、运动和秩序三大要素。这就有点哲学的味道。

回joyer01兄:

对于理想气体而言,不考虑相互作用,平衡条件中不包含势能的贡献。考虑到真实气体,则1)每个粒子都有大小;2)粒子之间通常有相互作用。因此,需要把理想气体方程PV=nRT左边的压强P改为(P+P_a),体积V改为(V+V_a),其中P_a是把粒子之间的相互作用等效为新的压强,例如气体分子之间相互吸引,就相当于气体有一个整体的向内汇聚的趋势,就等价于在原来压强P的基础上,多了一个负压强P_a。同理,考虑气体分子有大小之后,分子活动空间就减少了,相当于原来的体积V变为(V+V_a)。这样一来,描述平衡条件的数学规律不变,但是在原来的平衡统计力学中,多出了“涨落”、“相变”这些新的内容。

关于温度与热平衡条件的理解,我读高中时自己给自己提供了一个解释(具体的这会儿忘了),记得大致是这样的:利用分子之间弹性碰撞满足能量与动量守恒,在气体中假设有一个平面,平衡时,平面两边来回交换的某个量按照牛顿力学原理必相等,其中需要考虑到,质量小的分子速度快,运动得也快,从而与该平面相遇的频率也大。

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