Makroskooppinen mittakaava

Makroskooppinen asteikko on pituusasteikko, jolla esineillä tai prosesseilla on paljaalla silmällä mitattavissa ja havaittavissa olevia kokoja .

Mitä tulee ilmiöihin ja abstrakteihin esineisiin, makroskooppinen mittakaava kuvaa olemassaoloa maailmassa sellaisena kuin sen havaitsemme, usein toisin kuin kokemus ( mikroskooppi ) ja teoria (mikrokosmoksen fysiikka, tilastollinen fysiikka ), joissa alle millimetrin pituiset geometriset esineet ovat harkittu .

Makroskooppinen näkemys palloa katsottaessa kertoo meille, että se on vain pallo. Mikroskooppinen näkö voi paljastaa paksun, pyöreän ihokerroksen, joka koostuu laskosta, halkeamista ja rakoista ( mikroskoopin läpi katsottuna ), ja alempana asteikolla näet kokoelman karkeasti pallomaisia ​​molekyylejä.

Kaikkea, joka liittyy fyysisiin objekteihin ja fysikaalisiin parametreihin, joiden geometrinen ulottuvuus on enemmän kuin yksi millimetri, kutsutaan makroskoopiksi. Esimerkiksi klassista mekaniikkaa , joka kuvaa edellä mainittua pallon liikettä, voidaan pitää enimmäkseen makroskooppisena teoriana. Paljon pienemmissä atomien ja molekyylien mittakaavassa klassinen mekaniikka ei ole enää voimassa, ja kvanttimekaniikka kuvaa hiukkasten liikettä kvanttimikrosysteemissä . Toinen esimerkki on Bose-Einstein-kondensaatti , joka on lähellä absoluuttista lämpötilan minimiä , jolla on alkeellisia kvanttivaikutuksia makroskooppisella tasolla.

Termi "makroskooppinen mittakaava" voi tarkoittaa myös "suurennettua näkymää", eli näkymää, jota voidaan tarkastella vain suuresta perspektiivistä. Makroskooppista sijaintia voidaan pitää "isona kuvana".

Makroskooppisen asteikon vastakohta on mikroskooppinen asteikko : nämä ovat esineitä, jotka ovat pienempiä kuin ne, jotka voidaan helposti nähdä paljaalla silmällä ja jotka vaativat linssin tai mikroskoopin nähdäkseen ne selvästi.

Makroskooppinen asteikko termodynamiikassa

Perinteisesti termodynamiikan makroskooppiset järjestelmät sisältävät esineitä, joiden koko on 10-7  m (100 nm) 10 12  m [1] . Alarajan ehdollisuus liittyy muun muassa siihen, että termodynamiikalle ei ole tärkeää kohteen koko, vaan sen muodostavien hiukkasten määrä. Ideaalikaasun kuutio , jonka reuna on 100 nm, sisältää noin 27 000 hiukkasta normaaleissa olosuhteissa (katso Loschmidtin vakio ). Tavallisia tutkimuskohteita termodynaamisilla menetelmillä ovat järjestelmät, joiden hiukkasten ( rakenneyksiköiden ) lukumäärä on 10 15 -10 55 [2] ( Avogadron luku on suunnilleen 6 10 23 , planeetta Maa koostuu noin 10 50 atomista [2] ). Ainoa poikkeus on sen koosta riippumatta ehdottoman kiinteä kappale , joka ei liity jatkuvaan väliaineeseen ja toimii mekaniikan , mutta ei termodynamiikan tutkimuskohteena [2] .

Termodynamiikan lakien sovellettavuuden yläraja on kosmisten mittakaavien makrosysteemien alueella, jolle painovoiman aiheuttama sisäisen energian ei-additiivisuus ei ole vielä välttämätöntä [3] . Nykyisessä muodossaan termodynamiikan lakeja, mukaan lukien sen toinen laki, ei voida soveltaa suuriin universumin alueisiin ( Metagalaksi ), eikä varsinkaan koko universumiin [4] . Termodynamiikan lakien soveltamisaluetta avaruusobjekteihin rajoittaa vaatimus, että ehto

jossa E on järjestelmän kokonaisenergia ; U g on sen gravitaatioenergia (joka voidaan arvioida painovoimateorian Newtonin approksimaatiolla [5] ).

Linkit

• Mikro-, makro- ja megamaailmat
• Moderni kosmologia: Elämä kvanttimaailmassa

Muistiinpanot

1. ↑ Khachkuruzov G. A., Yleisen ja kemiallisen termodynamiikan perusteet, 1979 , s. kahdeksan.
2. ↑ 1 2 3 Borshchevsky A. Ya., Physical chemistry, osa 1, 2017 , s. 40.
3. ↑ Mironova G. A. et al., Molekyylifysiikka ja termodynamiikka kysymyksissä ja tehtävissä, 2012 , s. 162.
4. ↑ Bazarov I.P., Termodynamiikka, 2010 , s. 83.
5. ↑ Terletsky Ya. P., Statistical Physics, 1994 , s. 343.

Kirjallisuus

• Bazarov I.P. Termodynamiikka. - 5. painos - Pietari - M. - Krasnodar: Lan, 2010. - 384 s. - (Oppikirjat yliopistoille. Erikoiskirjallisuus). - ISBN 978-5-8114-1003-3 .
• Borshchevsky A. Ya. Fysikaalinen kemia. Osa 1 verkossa. Yleinen ja kemiallinen termodynamiikka. — M. : Infra-M, 2017. — 868 s. — ISBN 978-5-16-104227-4 .
• Mironova G. A., Brandt N. N., Saletsky A. M. Molekyylifysiikka ja termodynamiikka kysymyksissä ja ongelmissa. - Pietari. : Lan, 2012. - 475 s. - (Oppikirjat yliopistoille. Erikoiskirjallisuus). - ISBN 978-5-8114-1195-5 .
• Sukhonos S.I. Universumin asteikkoharmonia. - Sofia - M .: 2000. - 312 s.
• Terletsky Ya. P. Tilastollinen fysiikka. - 3. painos, Rev. ja ylimääräisiä - M . : Higher School, 1994. - 352 s.
• Khachkuruzov GA Yleisen ja kemiallisen termodynamiikan perusteet. - M . : Korkeakoulu, 1979. - 268 s.