Vật lý thống kê có nhiệm vụ nghiên cứu tính chất của các hệ vĩ mô gồm một số lớn hạt dựa trên tính chất vi mô của những hạt tạo thành. Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên cao đẳng, đại học chuyên ngành hóa lý - Giáo trình hóa lý do giảng viên các trường đại học biên soạn giúp củng cố và nâng cao kiến thức cho người học. | phương X NHIỆT ĐỘNG HỌC THốNG KÊ 50. ĐẶT VẤN ĐỄ Vật lí thống kê có nhiệm vụ nghiên cứu tính chất của các hệ vĩ mô gồm một số lớn hạt nguyên tử phân tử . dựa trên tính chất vi mô của những hạt tạo thành. Vật lí thống kê còn gọi là cơ học thống kê nghiên cứu các hệ cân bằng cũng như không cân bằng. Ngành vật lí thống kê nghiên cứu các hệ cân bằng được gọi là nhiệt động học thống kề. Khác với nhiệt động học hiện tượng thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng vĩ mô đặc trưng cho trạng thái của hệ mà không cần biết đến cấu trúc vi mô của các tiểu phân tạo thành hệ nhiệt động học thống kê chính là cầu nối giữa các tính chất vĩ mô và vi mô đó. Nhiệt động học thống kê không những cho phép tính toán các đại lượng nhiệt động mà còn đặt cơ sở lí luận cho việc giải thích các nguyên lí của nhiệt động học. Chẳng hạn nguyên lí tăng entropi đối với hê cô lập trở nên hiển nhiên theo quan điểm thống kê. Nét nổi bật của nhiệt động học thống kê là việc kết hợp hai phương pháp khảo sát cơ học và xác suất. Về mặt cơ học nếu giới hạn trong quan niệm cổ điển thì trạng thái của một hộ bao gồm N hạt có thể được xác định bởi 3N toạ đô XỊ ỵỊ Zi i 1 . V và 3N tốc độ V A Vyị vzị hoặc động lượng của các hạt. Sự thay đổi các biến số này theo thời gian được mô tả bằng các phương trình chuyển động dạng vi phân và việc lấy tích phân chúng theo những điều kiện ban đầu cho phép xác định toạ độ và động lượng của các hạt ở bất kì thời điểm nào. Tuy nhiên việc biết toạ độ và động lượng của các hạt chưa đủ để xác định các đại lượng vĩ mô. Nguyên nhân vì các đại lượng vĩ mô là các đại lượng trung bình không phụ thuộc thời gian mặc dầu toạ độ và động lượng của các hạt tạo nên hệ biến đổi theo thời gian. Hơn nữa phương pháp cơ học không cho phép tìm ra các đại lượng phi cơ học như nhiệt dộ và entropi. Các đại lượng này không xuất hiện khi giải tuần tự bài toán cơ học. Vấn đề chỉ có thể được giải quyết khi sử dụng một phương pháp khảo sát khác là phương pháp xác suất. Sở dĩ như vậy vì đối tượng của vật lí
