Номер 1, страница 13 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 1. Развитие представлений о природе теплоты. Параграф 1.4. Термодинамика и молекулярно-кинетическая теория - номер 1, страница 13.

Условие.

? 1. Почему термодинамика является феноменологической теорией тепла?

Решение.

1. Термодинамика является феноменологической теорией (от греческого "феномен" — явление), поскольку она описывает тепловые явления и свойства макроскопических тел на основе общих принципов и законов, установленных опытным путем, не рассматривая внутреннее, микроскопическое строение вещества.

Ключевые аспекты, определяющие термодинамику как феноменологическую теорию:

1. Изучение макроскопических систем. Термодинамика оперирует макроскопическими параметрами, которые характеризуют систему как единое целое и могут быть измерены в эксперименте. К таким параметрам относятся температура ($\text{T}$), давление ($\text{P}$), объем ($\text{V}$), внутренняя энергия ($\text{U}$), энтропия ($\text{S}$). Теория не рассматривает поведение отдельных атомов и молекул, их скорости и взаимодействия.

2. Опора на эмпирические законы (начала). В основе термодинамики лежат несколько фундаментальных законов (начал), которые являются обобщением огромного количества экспериментальных данных и наблюдений. Эти законы (например, первое и второе начала термодинамики) принимаются как постулаты и не выводятся из каких-либо представлений о микроструктуре материи. Например, температура вводится как физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия, а не как мера средней кинетической энергии частиц.

3. Независимость от модели строения вещества. Выводы и уравнения термодинамики универсальны и не зависят от конкретной природы вещества. Они применимы к газам, жидкостям, твердым телам и даже к излучению, поскольку не опираются на какую-либо модель их внутреннего устройства.

В этом заключается ее отличие от статистической физики, которая является микроскопической теорией. Статистическая физика объясняет те же самые тепловые явления, но уже на основе анализа движения и взаимодействия огромного числа составляющих систему частиц (атомов, молекул). Она позволяет вывести законы термодинамики и дать микроскопическое толкование таким понятиям, как температура и энтропия.

Таким образом, термодинамика строится по принципу "сверху вниз": от наблюдаемых явлений к общим законам, в то время как статистическая физика идет "снизу вверх": от свойств микрочастиц к свойствам макроскопической системы.

Ответ: Термодинамика называется феноменологической теорией, так как она описывает тепловые процессы, опираясь на экспериментально установленные законы (начала) и оперируя макроскопическими величинами (температура, давление, объем), не рассматривая и не используя представления о микроскопическом строении вещества и движении составляющих его атомов и молекул.