经典力学

统计热力学

统计热力学:1-2级挑战

地球受到一层大气层的保护,这层大气层可以吸收地球的热量。这是使地球保持在没有大气的情况下的温度,还是保持在相同的温度?

细节

  • 为了简单起见,我们假设大气对太阳辐射是透明的。它只能吸收来自地球的红外辐射,这是太阳辐射撞击地球时产生的。

假设你是一名宇航员,距离你执行一项星际太空任务还有几个小时的时间,你正坐在卡纳维拉尔角附近的大西洋岸边,最后一次欣赏美景。这项任务尤其艰巨;由于你们宇宙飞船的相对论速度,在你们回来时地球将在10亿年以后。

沮丧得无法形容,在你最虚弱的时候,你决定往大西洋里尿尿。

时光飞逝:10亿年

你回到地球,期待着英雄般的欢迎,但你却发现所有的人类都消失了。相反,地球是由一个和平的心灵感应海豚家族经营的,他们带走了最后一批人类在将灵魂上传到奇点服务器时遗弃的大部分比特币。在幻灭的阴霾中,你弯下腰,用清爽的湖水装满你的宇航员生存杯,希望能有一些清醒。喝完杯子后,你意识到在这么遥远的未来,地球上所有的水都已经完全混合在一起了。

你刚刚消耗了大约多少十亿年前的尿液分子?

假设和细节

  • 你发布的 1 L L \ textrm {1} 大量尿液被排入大西洋
  • 你的尿液应该是纯净水。

一个系统被称为服从详细的平衡如果每一个正向过程都被反向过程所平衡。换句话说,没有从一个州到另一个州的净运动。

假设Sue的书架上有250本书,她可能有兴趣从书商那里购买15000本书。如果苏的书架与书商的世界有详细的平衡,找到 P 这本书从苏的书架上拿下来 书商 P 从书店买书 苏的架子上 \frac{P(\text{来自苏书架的书}\rightarrow \text{书商})}{P(\text{来自书商的书}\rightarrow \text{苏书架})}

细节

  • 如果苏把她的一些书卖给了一个书商,或者捐赠了一些书,那么一本书可能会从苏的书架上转到书商那里。
  • P 一个 B P (A \ rightarrow B) 表示一本书从状态转移的概率 一个 一个 B B

你有一个装满水的纸杯,用本生灯的火焰加热杯子底部。你的系统发生了什么?

假设

  • 我们考虑的是杯子里还有水的那段时间(水还没有因为蒸发或其他过程而全部流失)。

天空中的形状是:

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