Формула Больцмана

Закон о реализации конфигураций с минимальной свободной энергией относится, конечно, не только к модели Изинга, но и к любым атомным и молекулярным системам с большим числом частиц. Формула Больцмана позволяет рассчитать энтропию и тем самым свободную энергию. Минимальное значение последней определяет то, что мы увидим или измерим в эксперименте. Как выполняется эта программа, мы покажем в следующем параграфе, а пока еще раз повторим главное. Влияние атомных коллективов находится под неослабным контролем двух властительниц — энергии и энтропии.

Энергия организует атомные объекты, стремится придать им черты упорядоченности. Будь ее воля, все магнитики модели Изинга всегда бы смотрели в одну сторону. Но у нее есть не менее могущественная конкурентка. Энтропия, наоборот, стремится всячески дезорганизовать энергетический порядок. Ее девиз — беспорядок, хаос. Все события атомного мира сводятся к вечному «перетягиванию каната». Спор энергии с энтропией не кончается никогда. Но есть «высший суд» в мире атомов.

Это — свободная энергия. Она регулирует взаимоотношения энергии и энтропии с помощью температуры. Вглядитесь еще раз в формулу для нее. Если температура низка, влияние энтропии ничтожно, и реализуются энергетически выгодные состояния. Наоборот, при высоких температурах влияние энтропии становится определяющим и реализуются беспорядочные, хаотические конфигурации. Все превращения в металлах и сплавах происходят по сценарию, «написанному» свободной энергией. Она всегда стремится к минимуму.

Комментарии закрыты.