Темпоральный метод изложения основ классической термодинамики

Аннотация

Термодинамика обладает универсальной теорией с большим потенциалом для развития науки. В данной статье предлагается новая система изложения основ классической термодинамики с использованием темпоральных представлений о термодинамических процессах, что позволяет ввести время в основные законы и соотношения термодинамики. Дается анализ систем изложения термодинамики, формулируется методология термодинамики на основе темпорального подхода. Методами статистического моделирования и дифференциальной геометрии обосновываются законы идеального газа, принцип существования энтропии и уравнение сохранения энергии. При моделировании статики и динамики идеального газа использован принцип равновозможности термодинамических состояний и процессов. Это позволило использовать метод Монте-Карло при формировании состояний и оценке их апостериорных вероятностей. Для реальных газов принцип равновозможности состояний не выполняется, поэтому при статистическом моделировании необходимо учитывать законы распределения величин, которые будут связаны с эмпирическими уравнениями состояний – уравнением Ван-дер-Ваальса, вириальным уравнением и т. д. Приводятся новые темпоральные соотношения, имеющие большое значение для развития теории, такие как связь времени и энтропии, зависимости между энтропией и длиной траектории процесса и т. д. Обсуждаются направления исследований, связанные с раскрытием физических и математических смыслов энтропии.