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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 一个相变会发生，而且发生的快慢不同，那么相变发生的本质是什么？
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

> 这不是单纯的量子理论、和单纯质点力学所能解释的。必须要统计思想或者热力学思想来解释。
还真是不敢苟同8楼的看法。液固相变和汽液相变我不知道怎么模拟。气体-等离子体的相变应该就是电离过程，如果说计算机的容量足够大，这是完全可以模拟的。需要的就是质点力学、电离条件（足够快的碰撞速度产生电离），库伦长程作用，Maxwell方程 就行了。 然后，就可以计算电离度对于温度的依赖。而这就是相变。不需要什么"统计思想或者热力学思想"，ok，统计技巧需要，比如看分布是否为maxwell，检查统计涨落，看看温度概念是否成立等。但你不需要热力学公式。事实上，热传导定律一类都可以导出。当定义了内能、温度后，比热也应该是可以计算出的。微观的东西规律简单，由动力学制约。但最后形成的宏观现象并不简单，因为粒子数太大。统计在这里不过是一个方法，用于联系宏观量和微观量，并非原理性的东西。也就是说，有没有统计、做不做统计，不影响系统过程。只是有些宏观量，比如温度，你得不到。
所以宏观规律不过就是微观行为的统计。但通常很那做到，因为计算量太大。 建议lz读一下盖莫夫的“物理世界奇遇记”，那里有很好的关于微观和宏观的关系的论述。浅显，非数学化。
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11楼2013-07-04 04:28:25
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yiluwangxi

木虫 (著名写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by pippi6 at 2013-07-04 04:28:25
> 这不是单纯的量子理论、和单纯质点力学所能解释的。必须要统计思想或者热力学思想来解释。
还真是不敢苟同8楼的看法。液固相变和汽液相变我不知道怎么模拟。气体-等离子体的相变应该就是电离过程，如果说计算 ...

弱弱地问一句，‘宏观量是微观量的统计平均值’是什么思想呢？
另外分子动力学理论等，在相变研究中，能力毕竟还是有限。没有成熟到教材的程度
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12楼2013-07-04 13:18:59
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询

【答案】应助回帖

引用回帖:
12楼: Originally posted by yiluwangxi at 2013-07-04 13:18:59
弱弱地问一句，‘宏观量是微观量的统计平均值’是什么思想呢？
另外分子动力学理论等，在相变研究中，能力毕竟还是有限。没有成熟到教材的程度...

比如宏观流体速度就是微观分子运动度的平均，温度就是按Maxwell分布计算出来的无序速度方差相关，内能就是分子无序动能，压力就是动量交换，密度就是..., 等等。 我说的是粒子系统。

教材？要知道编教材的大多没有做过partical simulation。我不过是指出宏观量可以由微观量统计得出，如果计算资源足够。我在90年初就能做几百万个粒子系统的partical simulation 了，现在还不得能做几亿个粒子啊。当然，即便如此，和Avogadro constant  6.02214129(27)×1023 mol^−1比较还是太低，也就是说统计涨落太大。只能做示意性的小系统。但不影响观点。
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13楼2013-07-04 14:50:14
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yiluwangxi

木虫 (著名写手)
引用回帖:
13楼: Originally posted by pippi6 at 2013-07-04 14:50:14
比如宏观流体速度就是微观分子运动度的平均，温度就是按Maxwell分布计算出来的无序速度方差相关，内能就是分子无序动能，压力就是动量交换，密度就是..., 等等。 我说的是粒子系统。

教材？要知道编教材的大多没 ...

我直接说吧，‘宏观量是微观量的统计平均值’就是统计物理思想，也是热力学思想。
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14楼2013-07-04 15:12:32
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peng_qq_360

金虫 (正式写手)
引用回帖:
13楼: Originally posted by pippi6 at 2013-07-04 14:50:14
比如宏观流体速度就是微观分子运动度的平均，温度就是按Maxwell分布计算出来的无序速度方差相关，内能就是分子无序动能，压力就是动量交换，密度就是..., 等等。 我说的是粒子系统。

教材？要知道编教材的大多没 ...

感觉大神写的很专业，相当的膜拜啊，这个本质不好研究，着手想看看分子动力学模拟，大神觉得应该如何进行，给小弟提点学习进程建议。感激不尽~~
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我爱生活
15楼2013-07-04 15:16:38
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pippi6

铁杆木虫 (著名写手)

工程和科学数值计算咨询
引用回帖:
14楼: Originally posted by yiluwangxi at 2013-07-04 15:12:32
我直接说吧，‘宏观量是微观量的统计平均值’就是统计物理思想，也是热力学思想。...

那我们就一致了，是吧？  也许是我误解了你的意思，那我道歉   。

其实，表面的词句争论是没有多大意思的。我真实的意思是，比如像热力学中高温传到低温这样的定律，在微观动力学系统里就是一个结论，只要你的粒子数足够大。统计方法（或思想，按你的说法）当然要用，但这不是像Newton定律那样独立的物理定律。热力学不需要微观系统的，是对宏观世界的一个观察。温度、压力这些宏观量在不同的系统里的表示以及物理含义是完全不一样的。 比如，在粒子系统中压力就是动量交换。但在固体里我就不知道是什么相互作用了。但热力学的结论是普世的，不管什么微观系统通吃。
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16楼2013-07-04 15:34:16
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sde999

禁虫 (小有名气)
本帖内容被屏蔽
17楼2015-06-01 14:34:53
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林枫刖

金虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by uvwxmc at 2013-07-03 00:04:43
你想的太神秘了。微观粒子在不同条件下，密集排列的方式不一样，就对应不同的相。
1，和宏观球模型不同，微观粒子有相当的热运动，这使得每个粒子之间倾向于彼此让开一些；
2，所关心的粒子，有时候是单原子，有时 ...

我们是否可以理解为所有的相变（并不仅仅局限于金属）其本质都是在驱动力作用下，物质内部的结构或者结合方式（bonding）发生了改变？
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18楼2015-07-06 11:01:16
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林枫刖

金虫 (正式写手)
楼主，你现在学习得怎么样啦，可否分享一下下？
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19楼2015-07-06 11:04:13
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林枫刖

金虫 (正式写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by pippi6 at 2013-07-04 04:28:25
> 这不是单纯的量子理论、和单纯质点力学所能解释的。必须要统计思想或者热力学思想来解释。
还真是不敢苟同8楼的看法。液固相变和汽液相变我不知道怎么模拟。气体-等离子体的相变应该就是电离过程，如果说计算 ...

看《三体》的时候，知道即使只有三个相互作用的物质，我们这里可以带入三个原子，其运行的轨道也是完全无法预测的。个人觉得，在模拟的过程中，实际上已经是统计学的结果了，因为你不可能清晰的知道每个原子的状态，而是大量原子的分布，涨落等等。
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20楼2015-07-06 11:10:19
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