Вероятность случайных событий. Распределение случайных величин

           Все процессы в любой  изолированной системе протекают  так, что энтропия возрастает, и система в конечном счете приходит в состояние с максимальной энтропией или состояние равновесия с окружающей средой. Процессы, идущие в системе, сопровождаются изменениями энергии в общем случае в количественном и качественном отношении. Наблюдения показывают, что в природе существуют энергии различного качества. В процессе превращения энергия системы постепенно теряет свои качества, она становится все менее способной к дальнейшим превращениям. Говорят, энергия деградирует. Процесс деградации энергии необратим. Что же понимается под обратимостью? Под обратимостью процесса понимается такое его качество, когда все изменения в среде, складывающиеся при прямом течении процесса, снимаются при обратном его протекании, а система при этом имеет возможность пройти те же самые состояния, но в обратном направлении.

     Можно обратить движение светового луча с  помощью зеркала, можно обратить механическое движение шара с помощью отражающей стенки (если только потери на трение отсутствуют). Если же процессы сопровождаются тепловыми явлениями, то они необратимы. Энергия теплового движения - самая деградирующая форма энергии, вследствие чего она не может быть полностью превращена в другие формы.

     На  основании обобщения огромного  наблюдательного материала установлены два фундаментальных закона естествознания, определяющие количественные и качественные превращения энергии. Они представляют собой положения, которые составляют содержание первого и второго законов термодинамики. Первый закон термодинамики утверждает, что тепло Q, сообщаемое системе, идет на изменение ее внутренней энергии DU и на совершение работы А против внешних сил:                     

       Q=DU+A.

     Второй  закон термодинамики утверждает, что невозможен некомпенсированный переход тепла в работу. Под компенсацией понимаются те необратимые изменения в окружающей среде, которыми сопровождается превращение. Этот закон имеет и другое часто используемое выражение: энтропия замкнутой термодинамической системы не убывает, т.е. ее изменение DS³0.

     Энтропия  выступает в качестве важной характеристики любых систем. Так, если незамкнутая  система обменивается энергией с  окружающей средой при постоянном объеме и температуре, то часть энергии системы TS ни при каких условиях не может быть изъята из системы. Это так называемая связанная энергия, она затрачивается самой системой на процессы обмена энергией внутри ее самой. Итак, если процессы в системе протекают самопроизвольно, то dS/dt³0. Если же процессы в системе ведутся внешними воздействиями, то изменение энтропии может быть и отрицательным.

     Итак, энтропия в физике – мера беспорядка. Хаос в поведении частиц газа приводит к тому, что число частиц в единице объема, давление, температура в разных частях испытывают мгновенные беспорядочные колебания около среднего значения – флуктуации. Второй закон термодинамики утверждает, что большие флуктуации в системе маловероятны. Но это не означает, что они невозможны. Если рассматривать возможные состояния систем в течении больших космических масштабов времени, то нельзя исключить появление больших флуктуаций и каких-то непрогнозируемых с позиций второго закона термодинамики ситуаций. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Выводы  по работе:

     1) Зарождение теории вероятностей и формирование первых понятий произошло в середине 17 века, когда Паскаль, Ферма, Бернулли попытались осуществить анализ задач связанных с азартными играми новыми методами. Скоро стало ясно, что возникающая теория найдет широкий круг применения для решения многих задач возникающих в различных сферах деятельности человека.

     Знание  вероятности случайной величины чрезвычайно важно для принятия решений. Например, уровень надежности средств воздушного транспорта настолько высок, что вероятность погибнуть в аварии пассажирского самолета сопоставима с вероятностью погибнуть от непредсказуемой житейской ситуации в быту, на улице, на службе и т.п.

     2) Распределением случайной величины  является зависимость вероятности от значения величины. Различают дискретные и непрерывные случайные величины, для них характерны следующие законы распределения:

     - Равномерное распределение случайной величины;

     - Биномиальное распределение случайной величины;

     - Распределение Пуассона;

     - Экспоненциальное распределение;

     - Гауссово распределение.

     3) Молекулярно-кинетическая теория  строения вещества объясняет  отличие агрегатных состояний различием характера скрытых внутренних движений частиц тел и их взаимодействия.

     В газообразном состоянии вещества его  частицы расположены на расстояниях значительно больших размеров молекул. Поэтому силы взаимодействия молекул газа незначительны, вследствие чего молекулы газа движутся беспорядочно, хаотически. Молекулы сталкиваются между собой, обмениваются состояниями по закону случая. Если внешние воздействия на газ исключить, то он будет находиться в состоянии равновесия, характеризуемом неизменными объемом, давлением и температурой - это состояние статистического равновесия. Молекулы непрерывно движутся. По закону случая изменяются их координаты и скорости, а состояние газа как целого остается неизменным. Возникает странная ситуация, когда прошлое определяет настоящее, а оно, в свою очередь, не определяет будущее. Таким образом, газ представляет собой статистический коллектив огромного числа молекул. Движение каждой отдельной частицы чисто ньютоновское, поэтому теоретически в принципе каждое мгновение состояние газа можно охарактеризовать набором координат и импульсов молекул. Эта информация дает нам представление о микросостоянии газа.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  использованной литературы:

1. Фен Дж . Машины , энергии, энтропия.-М.: Мир, 1986.
2. Гейзенберг В. Физика и философия: часть и целое.-М.: Наука, 1989.
3. Ефимова М.Р., Румянцев В.Н., Петрова Е.В. Общая теория статистики. Учебник. ― М.: Инфра-М, 2005, с. 94.
4. Л.В.  Тарасов Мир, построенный на вероятности. М., Пр., 1984.
5. В.Е. Гмурман Теория вероятностей и математическая статистика. М., ВШ, 1977.
6. Физическая энциклопедия.т.4,М.:Большая российская энциклопедия,1994.
7. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант – М.: Прогресс, 1994
8. Эйнштейн А. Собрание сочинений в четырёх томах,– М.: Наука, 1966
9. Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания. Структурный курс основ естествознания. – М.: Учпедгиз, 1999.