Verbum

ГІ́БСА РАЗМЕРКАВА́ННЕ,

фундаментальны закон статыстычнай фізікі, які выражае размеркаванне імавернасцей знаходжання сістэмы, што складаецца з вял. колькасці часціц (т.зв. макраскапічнай сістэмы) у розных магчымых станах. Устаноўлена Дж.У.Гібсам (1901).

Гібса размеркаванне выражаецца як функцыя энергіі, тэрмадынамічнай імавернасці (кратнасці выраджэння) і колькасці часціц сістэмы. Для макраскапічных сістэм, якія знаходзяцца ў тэрмадынамічнай раўнавазе з навакольным асяроддзем, дзе падтрымліваецца пастаянная т-ра, сярэднія значэнні фіз. велічынь, вызначаныя на аснове Гібса размеркавання, супадаюць са значэннямі фіз. велічынь, знойдзеных пры адпаведных вымярэннях. Пры пэўных умовах, якія вызначаюцца ўласцівасцямі часціц сістэмы і магчымымі значэннямі яе энергіі, Гібса размеркаванне для класічнага ідэальнага газу пераходзіць у Больцмана размеркаванне, для квантавага газу базонаў — у Бозе—Эйнштэйна размеркаванне, для квантавага газу ферміёнаў — у Фермі—Дзірака размеркаванне.

т. 5, с. 217

ГІ́БСА ПРА́ВІЛА ФАЗ,

агульная ўмова раўнавагі гетэрагеннай сістэмы. Паводле Гіпса правіла фаз у гетэрагеннай (макраскапічна неаднароднай) фізіка-хім. сістэме, што знаходзіцца ва ўстойлівай тэрмадынамічнай раўнавазе, колькасць фаз не можа перавышаць колькасці кампанентаў, павялічаных на 2. У аднакампанентнай сістэме (індывідуальнае рэчыва, напр., вада) у раўнавазе могуць знаходзіцца 3 фазы: пара (газападобная фаза), вада (вадкая фаза) і лёд (цвёрдая фаза). Устаноўлена Дж.У.Гібсам у 1873—76.

т. 5, с. 217

ГІБС ((Gibbs) Джозая Уілард) (11.2.1839, г. Нью-Хейвен, штат Канектыкут, ЗША — 28.4.1903),

амерыканскі фізік-тэарэтык, адзін са стваральнікаў тэрмадынамікі і статыстычнай механікі. Чл. Нац. АН ЗША, чл. Лонданскага каралеўскага т-ва (1807). Скончыў Іельскі ун-т (1863), дзе працаваў з 1869. Распрацаваў тэорыю тэрмадынамічных патэнцыялаў, адкрыў агульную ўмову раўнавагі гетэрагенных сістэм (1875; гл. Гібса правіла фаз), устанавіў фундаментальны закон статыстычнай фізікі — Гібса размеркаванне. У працы «Асноўныя прынцыпы статыстычнай механікі, выкладзеныя са спецыяльным прымяненнем да рацыянальнага абгрунтавання тэрмадынамікі» завяршыў стварэнне класічнай статыстычнай фізікі (1902).

Літ.:

Франкфурт У.И., Френк А.М. Джозайя Виллард Гиббс. М., 1964.

т. 5, с. 216

РАЎНАВА́ГА СТАТЫСТЫ́ЧНАЯ,

стан замкнутай макраскапічнай сістэмы, у якім сярэднія значэнні фіз. велічынь, што характарызуюць гэтую сістэму, не залежаць ад часу; адно з асн. паняццяў статыстычнай фізікі.

Р.с. не з’яўляецца раўнавагай у мех. сэнсе (у сістэме пастаянна ўзнікаюць флуктуацыі фіз. велічынь каля іх сярэдніх значэнняў). Тэорыя Р.с. апісваецца ў стат. фізіцы з дапамогай Гібса размеркавання для мікракананічнага, кананічнага ці вял. кананічнага статыстычнага ансамбля ў залежнасці ад тыпу кантактаў сістэмы з навакольным асяроддзем, якія дазваляюць ці забараняюць абмен энергіяй і часціцамі.

т. 13, с. 376

ГІБСІ́Т (ад прозвішча амер. мінералога Дж.​Гібса),

гідраргіліт, мінерал падкласа гідраксідаў, аксігідраксід алюмінію Al(OH)₃. Мае 65,4% гліназёму Al₂O₃, 34,6% H₂O. Крышталізуецца ў манакліннай сінганіі. Трапляецца ў выглядзе прамянёва-ліставатых, нацечных агрэгатаў, канкрэцый. Колер белы, шараваты. Празрысты. Бляск шкляны да перламутравага. Цв. 2,5—3. Шчыльн. каля 2,4 г/см³. Утвараецца пры выветрыванні алюмасілікатаў, іншы раз гідратэрмальнага паходжання. Адзін з гал. кампанентаў баксітаў. Гідраргілітавыя баксіты — важная алюмініевая руда. На тэр. Беларусі трапляецца ў верхнепратэразойскіх і верхняюрскіх корах выветрывання крышт. фундамента, у пясчана-гліністых карбанатных ніжнекаменнавугальных пародах Прыпяцкага прагіну.

т. 5, с. 217

КАМПАНЕ́НТ (ад лац. componens састаўная частка),

складальная частка, элемент чаго-н. К. у хіміі і тэрмадынаміцы — кожнае з хім. індывід. рэчываў, найменшага ліку якіх дастаткова для ўтварэння ўсіх фаз сістэмы.

Маса кожнага К. ў сістэме не залежыць ад масы інш. К. можна ўводзіць у сістэму і выдаляць з яе. Калі рэчывы могуць уступаць у рэакцыю, колькасць К. ў сістэме вызначаецца рознасцю паміж лікам складальных рэчываў і лікам незалежных хім. рэакцый, якія могуць ісці ў сістэме. Калі хім. рэакцыі ў сістэме не адбываюцца (напр., сумесь бензолу і гліцэрыны), то такая сістэма наз. фізічнай і для яе лік К. роўны ліку складальных рэчываў. Гл. таксама Гібса правіла фаз.

т. 7, с. 535

ПАТЭНЦЫЯ́ЛЫ ТЭРМАДЫНАМІ́ЧНЫЯ,

функцыя аб’ёму (V), ціску (p), тэмпературы (T), энтрапіі (S), колькасці часціц у сістэме (N) і інш. макраскапічных параметраў, што характарызуюць стан тэрмадынамічнай сістэмы. Да П.т. адносяць унутраную энергію (U), энтальпію (H), энергію Гельмгольца (F; свабодная энергія, ізахорна-ізатэрмічны патэнцыял), энергію Гібса (G; ізабарна-ізатэрмічны патэнцыял) і інш.

Кожнаму П.т. адпавядае набор параметраў стану. Выбар П.т. для апісання сістэмы абумоўлены наборам незалежных параметраў, што вызначаюць стан сістэмы. Дыферэнцаваннем П.т. як функцыі незалежных параметраў можна вызначыць усе астатнія параметры, што характарызуюць сістэму. У найпрасцейшых выпадках П.т. з’яўляюцца функцыямі 2 незалежных параметраў: U = U(S, V), H = H(S, p) F = F(T, V), G = G(T, p). У больш агульным выглядзе П.т. залежыць ад колькасці часціц (у сістэмах з пераменнай колькасцю часціц уводзіцца хімічны патэнцыял), а таксама ад набору абагульненых каардынат (напр., калі сістэма знаходзіцца ў эл. ці магн. полі). П.т. звязаны паміж сабой суадносінамі: F = U − TS, H = U + pV, G = F + pV. П.т. карыстаюцца пераважна для апісання раўнавагі тэрмадынамічнай. Веданне якога-н. П.т. як функцыі поўнага набору параметраў дазваляе вызначыць усе тэрмадынамічныя характарыстыкі сістэмы і атрымаць ураўненне стану. Гл. таксама Тэрмадынаміка.

Л.​А.​Рот.

т. 12, с. 186

КАПІЛЯ́РНЫЯ З’Я́ВЫ,

сукупнасць фіз. з’яў, абумоўленых сіламі паверхневага нацяжэння на мяжы падзелу паміж асяроддзямі, якія не змешваюцца; асобны выпадак паверхневых з’яў. Адкрыты і даследаваны Леанарда да Вінчы, Б.​Паскалем і Дж.​Журэнам; тэорыя К.з. распрацавана ў работах П.​Лапласа, Т.​Юнга, Дж.​Гібса і інш.

Да К.з. звычайна адносяць з’явы ў вадкасцях, выкліканыя скрыўленнем іх паверхняў, якія мяжуюць з інш. вадкасцямі, цвёрдымі целамі, газам ці ўласнай парай. Напр., падыманне змочвальнай (гл. Змочванне) ці апусканне нязмочвальнай вадкасці ў тонкіх (капілярных) трубках або сітаватасцях цвёрдага цела; гідрастатычны ціск у гэтым выпадку ўраўнаважваецца капілярным ціскам (гл. Лапласа закон). Ва ўмовах бязважкасці пры адсутнасці датыкання да інш. цел абмежаваны аб’ём вадкасці прымае пад уздзеяннем паверхневага нацяжэння форму шара (гл. Кропля). Такую ж форму вадкасць набывае і ў тым выпадку, калі яна знаходзіцца ўнутры інш. вадкасці, якая мае такую ж шчыльнасць. К.з. значна ўплываюць на ўласцівасці сістэм, што складаюцца з дробных кропель (эмульсіі, вадкія аэразолі, пены), а таксама ўмовы іх утварэння; вызначаюць умовы ўтварэння зародкаў кандэнсацыі, кіпення, крышталізацыі і адыгрываюць важную ролю ў прыродзе (асабліва ў водным рэжыме глебы і абмене рэчываў у раслін), тэхніцы (напр., у працэсах сушкі, прамочвання) і інш.

Літ.:

Современная теория капиллярности. Л., 1980.

П.​С.​Габец.

т. 8, с. 24

МЕХА́НІКА [ад грэч. mēchanikē (technē) пабудовы машын (майстэрства)],

навука пра механічны рух матэрыяльных цел і ўзаемадзеянні, што пры гэтым адбываюцца паміж імі. Разглядае рухі матэрыяльных пунктаў, іх дыскрэтных сістэм і суцэльных асяроддзяў. Класічная М. (ці проста М.), у аснове якой ляжаць Ньютана законы механікі, падзяляецца на статыку (вывучае раўнавагу цел), кінематыку (геам. ўласцівасці руху без уліку мас і сіл) і дынаміку (рух з улікам дзеяння сіл). Складаныя мех. сістэмы (машыны, механізмы, сістэмы з вял. колькасцю часціц), рух якіх абмежаваны мех. сувязямі, вывучаюцца аналітычнай механікай. У класічнай М. разглядаюцца рухі макраскапічных цел са скарасцямі, значна меншымі за скорасць святла (рухі з калясветлавымі скарасцямі вывучае рэлятывісцкая механіка, а рух мікрачасціц з улікам іх хвалевых уласцівасцей — квантавая механіка). Законы М. выкарыстоўваюцца для разліку машын і механізмаў (тэарэтычная механіка, механізмаў і машын тэорыя, дэталі машын і інш.), збудаванняў (будаўнічая механіка, механіка грунтоў), трансп. сродкаў (гідрааэрамеханіка, балістыка), руху нябесных цел (нябесная механіка), для вывучэння мех. працэсаў у зямной кары (геамеханіка), у жывых арганізмах (біямеханіка). На аснове нелінейнай аналіт. М. развіваецца сінергетыка, якая даследуе ўмовы самаарганізацыі сістэм у дыяпазоне ад дэтэрмінаванага хаосу да рэгулярных станаў.

У залежнасці ад стану рэчыва, якое даследуецца, вылучаюць М.: цвёрдага цела; механіку суцэльных асяроддзяў (вадкасці і газу); плазмы; механіку сыпкіх асяроддзяў, механіку цел пераменнай масы. У апошні час з’явіліся новыя раздзелы М.: фізіка-хім М. (улічвае працяканне фіз. і хім. працэсаў пры мех. рухах і ўзаемадзеяннях). біяробатамеханіка і інш. У М. выкарыстоўваюць 2 спосабы апісання з’яў: фенаменалагічны, заснаваны на фенаменалагічнай тэрмадынаміцы, і статыстычны (структурны), заснаваны на стат. тэрмадынаміцы. Навук. аснову М. складаюць варыяцыйныя прынцыпы механікі, з дапамогай якіх апісваюцца мех. станы і сувязі механічныя сістэмы.

Звесткі з М. (напр., пра раўнавагу цел) вядомы з глыбокай старажытнасці (некалькі тыс. гадоў да н.э.). Антычныя веды М. абагульніў Арыстоцель, які ўвёў тэрмін «М.» (4 ст. да н.э.). Архімед дакладна сфармуляваў закон раўнавагі (на ім заснавана будова машын і законы раўнавагі плаваючых цел). Г.​Галілей даследаваў асн. заканамернасці руху цел, на базе якіх І.​Ньютан сфармуляваў вядомыя законы М. і надаў М. строгую форму. Далейшае развіццё М. звязана з імёнамі Л.​Эйлера, Д.​Бернулі, Ж.​Д’Аламбера (асн. працы па М. вадкасці і газу), Ж.​Лагранжа (варыяцыйнае вылічэнне, аналіт. М.). 3 прац А.​Эйнштэйна пачаўся этап развіцця рэлятывісцкай, Л.​Больцмана і Дж.​Гібса — статыстычнай, М.​Планка і Н.​Бора — квантавай М. Аэрамеханіка значнае развіццё атрымала ў працах М.​Я.​Жукоўскага, О.​Ліліенталя, К.​Э.​Цыялкоўскага, С.​А.​Чаплыгіна і інш.; газавая дынаміка — у працах Л.​Прандтля, Дж.​І.​Тэйлара, Чаплыгіна, Л.​І.​Сядова, С.А Хрысціяновіча, М.​У.​Келдыша і інш. Значны ўклад у развіццё розных галін М. ў 19—20 ст. зрабілі Л.М.​А.​Наўе, Дж.​Стокс, Ш.​А.​Кулон, Г.​Р.​Кірхгоф, А.​Пуанкарэ, М.​В.​Астраградскі, А.​М.​Ляпуноў, А.​М.​Крылоў, І.​У.​Мяшчэрскі, Г.​П.​Чарапанаў, Дз.​Д.​Іўлеў і інш.

На Беларусі даследаванні ў галіне М. пачаліся ў 1920—30-я г. і вядуцца ў ін-тах фізіка-тэхн., цепла- і масаабмену, механікі металапалімерных сістэм, надзейнасці машын Нац. АН, у БДУ, БПА, Бел. тэхнал. ун-це і інш. Выкананы даследаванні па пластычнасці і трываласці металаў (С.​І.​Губкін, В.​П.​Севярдэнка, Я.​М.​Макушок і інш.), іх апрацоўцы (В.​М.​Чачын, А.​У.​Белы, А.​В.​Сцепаненка, П.​І.​Яшчарыцын), М. металапалімерных сістэм (Белы, А.​І.​Свірыдзёнак, Ю.​М.​Плескачэўскі), М. кампазіцыйных матэрыялаў на метал. аснове (А.​У.​Роман, П.​А.​Віцязь, Н.​М.​Дарожкін), М. дэфармаванага цела (М.​Дз.​Мартыненка, І.​А.​Прусаў, А.​У.​Чыгараў і інш.), тэорыях дыслакацыі і пластычнасці, М. разбурэння (М.​С.​Акулаў, Севярдэнка, Губкін і інш.), М. дэталей машын, тэорыі надзейнасці (І.​С.​Цітовіч, А.​В.​Бераснеў), М. мабільных машын (М.​С.​Высоцкі, Л.​Р.​Краснеўскі), М. вадкасці і газу, тэрмамеханіцы (А.​В.​Лыкаў, Р.​І.​Салаухін, А.​Р.​Мартыненка, З.​П.​Шульман, Б.​А.​Калавандзін і інш.).

Літ.:

Арнольд В.И. Математические методы классической механики. 3 изд. М., 1989;

Маркеев А.П. Теоретическая механика. М., 1990;

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. 5 изд. М., 1978;

Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М., 1974;

Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. М., 1966.

А.​У.​Чыгараў.

т. 10, с. 321