Сборник задач. Углубленный уровень. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. 10. Вероятность состояния. Второе начало Термодинамики

          

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. 10. Вероятность состояния. Второе начало Термодинамики

5.10.1. Определите вероятность того, что из области, имеющей объем, являющейся частью объема V0, уйдут все молекулы (см. рисунок). Общее число молекул в объеме V0 равно N.
5.10.2. Замкнутый объем, в котором находятся 2N молекул, разбит на два одинаковых отсека. Во сколько раз вероятность обнаружить в каждом отсеке по N молекул больше вероятности обнаружить в одном из отсеков N + n, а во втором, N - n молекул?
5.10.3.* В безграничном газе среднее количество молекул в единице объема равно n0. Чему равна вероятность того, что в выделенном объеме V плотность газа будет в N раз больше, в N раз меньше средней плотности газа?
5.10.4. Сосуд объема V разделен двумя перегородками на объем V0 и объем V - V0, в которых находятся разные газы при одинаковом давлении Р (см. рисунок). Перегородки полностью проницаемы только для своего газа из той части сосуда, которая каждую из них изначально отделяет. Под действием газов перегородки движутся до стенок сосуда. Найдите приращение энтропии при изотермическом расширении газов. Почему такой процесс невозможен, если газы с обеих сторон одинаковы, или невозможно экспериментально отличить один газ от другого (например, в позапрошлом веке нельзя было различить изотопы)? Зависит ли величина энтропии от наших знаний о системе?
5.10.5. В объеме V находится смесь двух газов с давлениями р1 и р2. Какую минимальную работу нужно совершить, чтобы разделить эти газы при постоянной температуре?