2-е начало термодинамики

[aerumna-vae.livejournal.com]

гласит: "Невозможна самопроизвольная передача теплоты от холодного тела к теплому".

почему в данном начале не учитываются квантовые эффекты, например туннельный, когда частица перескакивает через потенциальный барьер? веть очевидно, что при очень большой удаче более "горячие" частицы более "холодного" тела могут поменяться местами с более "холодными" частицами более "горячего" тела.

Comments

[dendrr.livejournal.com]

Ну вот попробовал я подобрать механическую аналогию... Это можно представить как большой стакан с мелкими дырочками в дне (он играет роль "горячего тела"), который подвешена над ванной с водой ("холодное тело"). Заполняем стакан также водой и оставляем в таком положении.

Поначалу уровень воды в стакане выше уровня воды в ванне, поэтому вода просто вытекает вниз. Потом (пусть стакан ну очень высокий, а ванна - не такая уж и широкая) уровни постепенно сближаются, но процесс продолжается.
Наконец, вода в ванне поднимается так, что дно стакана оказывается под водой. И тут, засчет в первую очередь броуновского движения, отдельные молекулы пробиваются сквозь дырочки (которая по-любому больше размеров молекул) в стакан. Однако же наблюдатель видит, что уровень воды в стакане все же понижается, хотя и не так быстро. И, в конце концов, сравниваются и больше не меняются.

Так вот, в данном случае 2-е начало термодинамики выражается так: "Вода, за счет силы тяжести, перетекает из стакана в ванну, но никогда наоборот".
А тоннельный эффект - это то самое броуновское движение: то есть, чисто теоретически, какая-то молекула может проскочить через узкий канальчик наверх, вопреки силе тяжести.

Переформулируя последний абзац: квантовая часть здесь - поведение единичных молекул, которые могут летать где угодно, игнорируя законы Ньютона.
А статистическая (термодинамическая) часть - поведение воды как целого, которая стремится к механическому равновесию, в данном случае - к минимуму потенциальной энергии. Это значит, что поверхность воды будет как можно ниже и занимать как можно меньшую площадь.

[grimnir-igg.livejournal.com]

Всё так, кроме квантов: туннельный эффект (как и прочие квантовые штучки) тут вообще не при делах.

Броуновское движение – совершенно классическое явление, вылет отдельной молекулы из ледышки в пар тоже вполне описывается классической механикой, без всяких квантов.

[dendrr.livejournal.com]

Я знаю.
Но для объяснения "на пальцах" пойдет. Так-то кинетическая энергия засчет столкновений просто переходит в потенциальную, без всяких ухищрений, поэтому молекула и летит вверх.
И если рассмотреть частицу в 6-мерном пространстве, добавив импульс, то можно уже говорить о "состояниях", и, в пределе, только одно такое "состояние" позволяет проскочить ту самую дырку в дне снизу вверх. Тот самый барьер.