物理と数学:老人のつぶやき

物理とか数学とかに関した、気ままな話題とか日常の生活で思ったことや感じたこと、自分がおもしろく思ったことを綴る。

Le temps qui passe est utopie.

2018-05-16 12:33:27 | 日記

というのが昨夜のNHKのフランス語講座に出ていた。Le temps qui passe est utopie.(ル タン キ パス エ ユトピー)「過ぎ去る時間はユートピアである」とでも訳されるのであろうか。

これがどういうコンテクストで言われた言葉なのだろうかは聞き逃した。


Boltzmannの原理

2018-05-16 11:54:30 | 日記

Boltzmannの原理とは、粒子の分布がe^{-E/k T}で分布することだと思っていたが、竹内淳さんの本『高校数学でわかるボルツマンの原理』だとエントロピーSが

  S=k log W

という式のことだとある(同書p.202)。ここで、Wは微視的な状態の数である。「そうだったのかしら」とあわてて『理化学辞典』を見に行ったら、その通りである。

もっとも統計力学の本では「Boltzmannの原理」という名称を採用しない書もある。

私はいわゆるBoltzmann分布の方が大切だと思っている。

上のエントロピーSと微視的状態の場合の数Wとがつながることが一つの重要な結果であることはまちがいがない。それまでエントロピーSが熱と関係して

 dS=d'Q/T

と表されていたのが、ミクロな状態の数 W と関係がつけられたのだから。

申し遅れたが、d'Qは系の熱量の微小量であり、Tは絶対温度である。本来、d'Qは完全微分ではないが、それを絶対温度で割るとそれは完全微分となる。

(2018.5.17付記)d'Q/T分母の 1/T のことを積分因子という。d'Qはそれ自身は完全微分ではないが、積分因子 1/T をつけたら、完全微分になる。これとはちがうが、熱力学第1法則では内部エネルギー U の微分 dU は完全微分だが、それを構成する d'Qと-pdVとは完全微分ではない。ところがそれを足し算した

dU=d'Q-pdV

は完全微分となっている。これを不思議だと思っていたが、ムーアの『物理化学』上(東京化学同人)pp.44-45の第2章5節の『熱の力学的定義」にいい説明がある。いつかこの解説を「数学・物理通信」に書きたいと思っている。