ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Константин Ропотенко / Запись

ЧТО ПРОИСХОДИТ С ФАЗОВЫМ ОБЪЕМОМ ТЕЛА ПРИ ПЕРЕХОДЕ В ДВИЖУЩУЮСЯ СИСТЕМУ ОТСЧЕТА?

amateur
12.08.2008
14:44
Согласно стандартным руководствам переход в движущуюся систему отсчета можно осуществить адиабатично, поэтому энтропия тела, а значит его фазовый объем, не изменяются. Однако при Лорентцевском бусте в одном пространственном направлении пространственный размер тела в этом направлении, как известно, сокращается. Другие пространственные размеры остаются прежними. Поскольку сокращается объем, то, очевидно, что сокращается и конфигурационное подпространство тела. Почему же тогда полный фазовый объем остается неизменным?

И еще. Как известно, энтропия чернотельного излучения в полости объемом V при температуре Т равна S(0) =(4/3)a (T^3)V. При переходе в движущуюся систему отсчета получаем:
S(v) =(4/3)a (T^3)V(1/(1-b^2))^2, где b=v/c. Так действительно ли энтропия не изменяется?
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

12.08.2008 17:00#
sergeygubanov
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Так ведь энергия-импульс увеличивается как раз во столько же раз во сколько уменьшается время-длина, а конфигурационный объём равен их произведению, поэтому инвариантент. Или я что-то не так понял в Вашем вопросе?
12.08.2008 17:58#
amateur
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Да, Сергей, Вы меня немного не поняли... Конфигурационный объем тела даже в простейшем случае одноатомного идеального газа равен пространственному объему тела в степени, которая равна количеству частиц в теле. Полный фазовый объем равен произведению конфигурационного объема на фактор, зависящий от импульсов (и спинов, но эту часть здесь можно не принимать во внимание).
12.08.2008 22:33#
lesnik
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
"Как известно, энтропия чернотельного излучения в полости объемом V при температуре Т равна S(0) =(4/3)a (T^3)V"

Эта формула получена, скорее всего, в системе покоя центра масс. Чтобы перейти в движущуюся систему отсчёта, надо заменить температуру, T, на среднюю скорость частиц, vср. Тогда у вас как раз и получится в формуле инвариант p3V относительно преобразований Лоренца.
12.08.2008 22:58#
lesnik
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Это я, конечно, загнул насчёт "инвариант p3V относительно преобразований Лоренца". Для получения формулы для энтропии в лоренц-инвариантном виде надо наверное исходить из её первоначального определения как S = ln ΔΓ, где ΔΓ = ΔE dΓ(E) / dE. Но как будет выглядеть формула сказать сразу затрудняюсь. Скорее всего, там должен появиться инвариант pi ri, хотя не понимаю как. Сейчас понимаю, что с таким классическим определением энтропия вообще не лоренц-инвариантная велчина. Необходимо использовать лоренц-инвариантное определение энтропии. Не могу подсказать как оно выгдядит.
13.08.2008 09:53#
amateur
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Иван, спасибо за ответ. Действительно, фазовый объем идеального одноатомного газа=constE^(3N/2) V^N, где E - внутренняя энергия, V- пространственный объем, N - количество частиц в газе. Если E=E(0)(1/(1-b^2))^1/2, V=V(0)(1-b^2)^1/2, а N = const, то как может фазовый объем оставаться постоянным при показатиле степени 3/2?
15.08.2008 23:10#
lesnik
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Я не знаю, насколько возможно в данном случае воспользоваться формулой E = γmc2 при нахождении энтропии газа массой m (не могу до конца сообразить, может быть, действительно можно). Но судя по всему, энтропия не является инвариантом относительно преобразований Лоренца. Я не знаю, это чему-то противоречит? В конце концов и энергия таким инвариантом не является. Можно попробовать детально рассмотреть энтропию одной частицы в ящике. В системе покоя энтропия будет равна S = ln E3/2V, где V - объём, с точностью до константы. В движущейся системе отсчёта распределение по скоростям такой частицы не является даже изотропным, насколько я понимаю. Но энтропию посчитать, наверное, всё-таки возможно, хотя интересно можно ли говорить при этом о температуре? Это интересные вопросы и несложные. Скорее всего, кто-нибудь их рассматривал и где-нибудь об этом должно быть написано.
19.08.2008 09:52#
amateur
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Иван, спасибо Вам за ответ. Я думаю, что формулой E = mc^2 как и другими формулами релятивистской механик пользоваться можно. На мой взгляд, формулы для энтропии сохраняют свое значение, но не форму. Энтропия должна сохранять свое численное значение при преобразованиях Лоренца при адиабатическом изменении скорости, т.е. по определению такого адиабатического (!) преобразования Лорентца. И еще. Вследствии теоремы Лиувилля фазовый объем должен оставаться постоянным для канонических преобразований.
19.08.2008 21:08#
lesnik
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
"Я думаю, что формулой E = mc^2 как и другими формулами релятивистской механик пользоваться можно"

Я имел в виду, что в определение энтропии входит Δp, а не непосредственно ΔЕ. Поэтому надо смотреть, как импульс преобразуется в новой системе координат, а не энергия (которя к тому же содержит энергию покоя).

"Вследствии теоремы Лиувилля фазовый объем должен оставаться постоянным для канонических преобразований"

Насколько я понимаю, теорема Лиувилля утверждает, что сохраняется фазовый объём, занимаемый системой (в определённой системе координат). К преобразованиям Лоренца от одной системы коордниат к другой она вроде бы не относится.

Вот здесь (обнаружил недавно, просматривая архив) http://xxx.lanl.gov/abs/0808.0803 в самом начале говорится что-то о релятивисткой термодинамике. Я не могу судить, насколько история вопроса прослежена в полной мере. Тем не менее.
21.08.2008 09:37#
amateur
Что происходит с фазовым объемом тела при переходе в движущуюся систему отсчета?
Иван, спасибо за ответ и ссылку.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2784

Всего записей
и комментариев: 50250

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 18

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия