почему выделяется тепло

[fir-tree]

Source of the post B жидкой воде молекулы в среднем находятся на бо́льших расстояниях, чем в во льду?

Вода - отдельная песня. Там играет роль форма молекул и нецентральные силы между ними. Так что для воды молекулы находятся на меньшем среднем расстоянии, но при этом всё равно в области более высокого потенциала. Просто они находятся не в направлениях минимума потенциала, a в произвольных.

Source of the post Почему, несмотря на то, что вода плотнее льда, при кристаллизации воды теплота выделяется?

Уточню свой предыдущий ответ. Разница между кристаллом и жидкостью проявляется в том, что в кристалле молекулы находятся на дне потенциала взаимодействия, и из-за этого - в фиксированных положениях относительно друг друга. Для молекул c центральным потенциалом эти фиксированные положения соответствуют той или иной упаковке шаров. Для молекул воды c нецентральным потенциалом - решётке льда, c установившейся ориентацией молекул. B жидкости нарушается эта упорядоченность, и в обоих случаях это может произойти только за счёт выхода из минимума потенциала. Так что переход в жидкое состояние в обоих случаях будет энергетически затратен, a обратный переход - c выделением энергии.

[fir-tree]

Добавлю интересную статью из журнала Квант:
Варламов C., Тепловые свойства воды (N3,2002)
[url=http://kvant.mirror1.mccme.ru/pdf/2002/03/kv0302varlamov.pdf]http://kvant.mirror1.mccme.ru/pdf/2002/03/kv0302varlamov.pdf[/url]
B частности, про теплоёмкость там всё рассказано.

[Евгений Гр]

Source of the post Так что переход в жидкое состояние в обоих случаях будет энергетически затратен, a обратный переход - c выделением энергии.

Переход воды в твердое состояние идет c увеличением температуры, по Больцману вода переходит в более вероятное состояние. T.E. в состояние c большим фазовым объемом. Однако у меня есть подозрение, что состояние co связями (твердое состояние) должно иметь меньшей фазовый объем по сравнению c жидким. Точнее, фазовый объем состояния co связями должен стремиться к нулю при стремлении количества связей к бесконечности. Оно может быть и не так, но кто-то это серьезно исследовал?

[fir-tree]

Source of the post Переход воды в твердое состояние идет c увеличением температуры

Это что за новости? Вообще-то c уменьшением.

Source of the post Оно может быть и не так, но кто-то это серьезно исследовал?

Да.

[Евгений Гр]

Source of the post Это что за новости? Вообще-то c уменьшением.

Забавно, хотел написать c увеличением энтропии. .

Source of the post

Цитата(Евгений Гр @ 15.8.2009, 20:49)
Оно может быть и не так, но кто-то это серьезно исследовал?

Да.

И каков результат? Я рассмотрел простенькую задачку. Вот формулировка - пусть есть N неких идеальных частиц. Пусть они занимают единичный фазовый объем. Пусть теперь частицы объединены в структуры по K - частиц. Структура означает что частицы (K штук) входящие в структуру не могут удалятся от центра структуры (ну например это центр масс структуры) более чем на расстояние H. Если считать что H < N**(-1/3), получается что фазовый объем при таком условии довольно быстро стремиться к нулю c ростом N. Возможно у меня ошибка в рассуждениях, или если кто-то тут копал мне проще почитать.

[Pyotr]

Source of the post

Source of the post Это что за новости? Вообще-то c уменьшением.

Забавно, хотел написать c увеличением энтропии. .

Опять неверно:

[fir-tree]

Source of the post Забавно, хотел написать c увеличением энтропии.

Она тоже уменьшается.

Source of the post И каков результат?

Куча умных книжек.

Source of the post Я рассмотрел простенькую задачку. Вот формулировка - пусть есть N неких идеальных частиц. Пусть они занимают единичный фазовый объем. Пусть теперь частицы объединены в структуры по K - частиц. Структура означает что частицы (K штук) входящие в структуру не могут удалятся от центра структуры (ну например это центр масс структуры) более чем на расстояние H. Если считать что H < N**(-1/3), получается что фазовый объем при таком условии довольно быстро стремиться к нулю c ростом N.

Непонятно, как вы фазовый объём считали, если он вообще бесконечный. Или вы просто не знаете, что такое фазовый объём, и считаете, что пространственный (конфигурационный) объём - это он и есть? Или всё-таки как-то ещё динамику системы задавали...

[Евгений Гр]

Source of the post Опять неверно:

Спасибо за замечание. Нашел в инете, разобрался
[url=http://www.chem.msu.su/rus/teaching/eremin1/1-4.html]http://www.chem.msu.su/rus/teaching/eremin1/1-4.html[/url]

особенно понравилось замечание
«Энтропия при замерзании убывает, хотя процесс самопроизвольный. Это связано c тем, что в окружающую среду выделяется теплота и энтропия окружающей среды увеличивается, причем это увеличение больше, чем 1181 Дж/K, поэтому энтропия Вселенной при замерзании воды возрастает, как и полагается в необратимом процессе».

T.E. берем переохлажденную чистую воду. изолируем ee (замкнутая система), потом исчезающее малое нарушение замкнутости (говорят бутылку надо стукнуть), и энтропия самопроизвольно уменьшилась.
Сколько не читал про энтропию ощущения полного понимания (интуитивного) так и не пришло, лучше дело c интерпретацией энтропии по Больцману, тут все более-менее понятно. Именно c этой точки зрения и хотелось бы понять что происходит при замерзании.

[Евгений Гр]

Source of the post Непонятно, как вы фазовый объём считали, если он вообще бесконечный. Или вы просто не знаете, что такое фазовый объём, и считаете, что пространственный (конфигурационный) объём - это он и есть? Или всё-таки как-то ещё динамику системы задавали...

Изначально цель следующая. Коль скоро возражения Лошмидта и Цермело не произвело на физиков впечатления. Захотелось найти процесс проходящей в замкнутой системе (c конечным фазовым объемом) такой что сама система переходит из состояния c большей вероятностью (c большим фазовым объемом) в состоянию c меньшей вероятностью, т.e. процесс прямо противоречащий выводам Больцмана.

По задачке. Рассмотрим куб c единичными гранями, в котором помещены N частиц.
Первое допущение. Рассматриваю только обобщенные координаты в этом случае 3*N – мерное пространство множества состояний будет иметь единичный объем. Теперь накладываю условие - все частицы объединены в структуры по K частиц (можно сказать в молекулы или в микрочастицы), формально условие означает, частицы входящие в структуру должны быть в каком-то смысле не далеко друг от друга, например? не должны удаляться от центра масс структуры более чем на H < (N/K)**(-1/3). Последнее допущение означает просто то? что H – это размер грани кубика на которые можно разбить единичный куб так чтобы их число кубиков совпадало c числом структур. Так вот если рассмотреть объем пространства состояний при этом условии, то у меня получается что этот объем довольно быстро стремиться к нулю c ростом M.

[fir-tree]

Source of the post T.E. берем переохлажденную чистую воду. изолируем ee (замкнутая система), потом исчезающее малое нарушение замкнутости (говорят бутылку надо стукнуть), и энтропия самопроизвольно уменьшилась.

Нет. Если бутылку изолировать, то при кристаллизации воды может выделиться даже достаточно тепла, чтобы не вся вода кристаллизовалась. B итоге установится состояние c частично кристаллизованной водой, в целом более высокой температуры, так что энтропия за счёт температуры возрастёт достаточно, чтобы скомпенсировать понижение за счёт фазового перехода.

Source of the post Сколько не читал про энтропию ощущения полного понимания (интуитивного) так и не пришло

Такое бывает. Надо порешать задачи на разнообразные процессы. Именно на практической работе c понятием вырабатывается интуиция.

Source of the post Захотелось найти процесс проходящей в замкнутой системе (c конечным фазовым объемом)

C чего вы ставите знак равенства между замкнутостью и конечностью фазового объёма?

Source of the post По задачке. Рассмотрим куб c единичными гранями, в котором помещены N частиц.
Первое допущение. Рассматриваю только обобщенные координаты в этом случае 3*N – мерное пространство множества состояний будет иметь единичный объем.

Так вот. Это пространство - конфигурационное. A фазовое имеет измерений. И его объём ничем не будет ограничен.

Source of the post Так вот если рассмотреть объем пространства состояний при этом условии, то у меня получается что этот объем довольно быстро стремиться к нулю c ростом M.

Да только к фазовому объёму это не имеет почти никакого отношения.