Μικροκανονική- Kανονική κατανομή (Boltzmann)

Σχετικά έγγραφα
Μικροκανονική- Kανονική κατανομή (Boltzmann)

Μικροκανονική- Kανονική κατανομή (Boltzmann)

Σύστημα με μεταβλητό αριθμό σωματιδίων (Μεγαλοκανονική κατανομή) Ιδανικό κβαντικό αέριο

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Γενικευμένος Ορισμός Εντροπίας

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Προβλήματα Κεφαλαίου 2

Κλασική και στατιστική Θερμοδυναμική

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

2 ΟΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ

Ασκήσεις Κεφαλαίου 2

2 ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ - ΕNTΡΟΠΙΑ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΣΧΟΛΗ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΛΥΣΕΙΣ 26/10/2011

P(n 1, n 2... n k ) = n 1!n 2! n k! pn1 1 pn2 2 pn k. P(N L, N R ) = N! N L!N R! pn L. q N R. n! r!(n r)! pr q n r, n! r 1!r 2! r k!

ΜΑΘΗΜΑ - VI ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι (ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ) Α. ΑΣΚΗΣΗ Α3 - Θερµοχωρητικότητα αερίων Προσδιορισµός του Αδιαβατικού συντελεστή γ

Α Θερμοδυναμικός Νόμος

ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΗΣ 09/2014

9. Γενικευμένα Στατιστικά Σύνολα

ΕΝΤΡΟΠΙΑ-2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ-ΚΥΚΛΟΣ CARNOT

Κλασική και στατιστική Θερμοδυναμική

3 ος ΘΕΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ- ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΘΕΩΡΙΑ

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 4: Θερμοδυναμική και Κινητική της Δομής. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Τμήμα Χημείας Πανεπιστήμιο Κρήτης. Εαρινό εξάμηνο 2009

Πρόχειρες σημειώσεις Στατιστικής Θερμοδυναμικής. Γεώργιος Φανουργάκης

ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΗΣ 02/2015

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Copyright, Οκτώβριος 2011, Π. Μουστάνης, Eκδόσεις Zήτη

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΦΥΕ22

ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΚΑΙ ΤΟ 2ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΑΞΙΩΜΑ

ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΜΗΔΕΝΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ. Μονάδες - Τάξεις μεγέθους

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΚΛΑΣΙΚΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑ-ΙΙΙ ΤΑ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΑ ΑΞΙΩΜΑΤ

ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΚΑΙ ΤΟ 2ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΑΞΙΩΜΑ

Ο δεύτερος νόμος Παραδείγματα αυθόρμητων φαινομένων: Παραδείγματα μη αυθόρμητων φαινομένων: συγκεκριμένο χαρακτηριστικό

Enrico Fermi, Thermodynamics, 1937

κλασσική περιγραφή Κλασσική στατιστική

Η Εντροπία. Δρ. Αθανάσιος Χρ. Τζέμος. Κέντρο Ερευνών Αστρονομίας και Εφηρμοσμένων Μαθηματικών Ακαδημία Αθηνών

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Ι

* Επειδή μόνο η μεταφορά θερμότητας έχει νόημα, είτε συμβολίζεται με dq, είτε με Q, είναι το ίδιο.

Ελεύθερη ενέργεια. Ελεύθερη ενέργεια Gibbs. Αποτελείται από δύο όρους: την ενθαλπία H και την εντροπία S.

ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΚΑΙ ΤΟ 2ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΑΞΙΩΜΑ

14. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΑΙ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ. Αμαλία Α. Κώνστα

ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΚΑΙ ΤΟ 2ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΑΞΙΩΜΑ

Γιατί αναδιπλώνονται οι πρωτεΐνες;

Αλγόριθμος Metropolis. Γ. Θεοδώρου 1

Τμήμα Χημείας Μάθημα: Φυσικοχημεία Ι Εξέταση: Περίοδος Ιουνίου (21/6/2017)

6. Στατιστικές μέθοδοι εκπαίδευσης

Περιεχόμενα 1 Εισαγωγή 2 Κλασική Στατιστική Μηχανική 3 Μη Εκτατική Στατιστική Μηχανική 4 Αξιωματική Ταξινόμηση Εντροπικών Μορφών 5 Η Standard Απεικόνι

ΚΛΑΣΙΚΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ-1 ΟΡΙΣΜΟΙ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ»

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο. 11 Μαΐου 2006

ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΚΑΙ ΤΟ 2ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΑΞΙΩΜΑ

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ ΕΔΟΥΑΡΔΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Κεντρικό: Λεωφ. Κηφισίας 56, Αμπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Στατιστική Φυσική Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

εύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος Εντροπία ιαθέσιμη ενέργεια Εξέργεια

Διάλεξη 9: Στατιστική Φυσική

2. και 3. Βλέπε τα παρακάτω γραφήματα του G vs. T για διάφορες πιέσεις και για

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 11: Μεταπτώσεις πρώτης και δεύτερης τάξης. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Επαναληπτικές ασκήσεις

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 4: Θερμοχημεία Χημική Ενέργεια Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 1: Βασικά χαρακτηριστικά της Θερμοδυναμικής. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Έκφραση της Ισορροπίας φάσεων ατμών υγρού με τη βοήθεια του Aspen plus

Φυσικοχημεία για Βιολόγους. Εργ. Φυσικοχημείας. Τηλ

ΛΥΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ - ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

Αριθμητικές Προσομοιώσεις του πρότυπου ISING στις Τρεις Διαστάσεις

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ θερµι µ κή µ η µ χα χ ν α ή ενεργό υλικό Κυκλική µεταβολή

6. Στατιστικά Σύνολα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι. Ενότητα 10: Ισορροπίες φάσεων. Σογομών Μπογοσιάν Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 6 η : Θερμοχημεία Χημική ενέργεια. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟ ΑΞΙΩΜΑ

Υπό Γεωργίου Κολλίντζα

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

O δεύτερος νόµος της θερµοδυναµικής

ETY-202. Ο γενικός φορμαλισμός Dirac ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 05. Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΦΟΡΜΑΛΙΣΜΟΣ DIRAC. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/11/2013

1 Ασκήσεις Θερμοδυναμικής

6.1 Θερμόμετρα και μέτρηση θερμοκρασίας

Φυσική και Πληροφορία

KATANOMEΣ- ΚΑΤΑΝΟΜΗ MAXWELL ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Εντροπία Ελεύθερη Ενέργεια

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ. Περιεχόμενα

Το σύστημα των μη αλληλεπιδραστικών ροών και η σημασία του στην ερμηνεία των ιδιοτήτων των ιδανικών αερίων.

ΑΝΩΤΕΡΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΣΧΕΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ - VII ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΙΙ (ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. ΑΣΚΗΣΗ Β8 - Θερµοχωρητικοτήτες µετάλλων

Θερμοδυναμική. Ενότητα 6: Εντροπία. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας,

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ

12 η Διάλεξη Θερμοδυναμική

ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 4: Θερμοδυναμικά δεδομένα. Ζαγγανά Ελένη Σχολή: Θετικών Επιστημών Τμήμα : Γεωλογίας

Στις εξισώσεις σχεδιασμού υπεισέρχεται ο ρυθμός της αντίδρασης. Επομένως, είναι βασικό να γνωρίζουμε την έκφραση που περιγράφει το ρυθμό.

ΚΛΑΣΙΚΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑ-V ΑΣΚΗΣΗ Α2 - JOULE-THOMSON

ΚΛΑΣΙΚΗ (ΧΗΜΙΚΗ) ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΜΑΔ, 2013

1.1 Ηλεκτρονικές ιδιότητες των στερεών. Μονωτές και αγωγοί

Ακρίβεια αποτελεσμάτων σχεδιασμού διεργασιών ΜΑΔ, 2013

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική: Εξετάζει σχέσεις θερμότητας, μηχανικού έργου και ιδιοτήτων των διαφόρων θερμοδυναμικών

Transcript:

Κεφάλαιο 2: Βασικές αρχές της στατιστικής φυσικής- Μικροκανονική- Kανονική κατανομή (Boltzmann) Ανακεφαλαίωση (Με τι ασχοληθήκαμε) Δώσαμε τις έννοιες της μακροκατάστασης, της μικροκατάστασης και του στατιστικού βάρους Ω (το αριθμό δηλαδή των μικροκαταστάσεων που αποτελούν μια μακροκατάσταση) ενός συστήματος. Σαν ένα απλό παράδειγμα του τι σημαίνει το Ω και τι πληροφορία μπορεί να μας δώσει, μελετήσαμε ένα σύστημα με σπιν ½ (απλό μοντέλο παραμαγνητικού στερεού). Διαπιστώσαμε ότι το στατιστικό βάρος είναι μέτρο της τάξης ή αταξίας του συστήματος. Δώσαμε τα αξιώματα των ίσων εξ ορισμού πιθανοτήτων και της ισορροπίας ενός μονωμένου συστήματος. Ορίσαμε την εντροπία στατιστικά, σε όρους του στατιστικού βάρους και στην συνέχεια ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής (αρχή αύξησης της εντροπίας, Clausius) έγινε πλέον ξεκάθαρος, όταν εκφράστηκε με όρους της εντροπίας που έχει οριστεί με αυτόν τον τρόπο. Έχοντας πάρει έναν ικανοποιητικό ορισμό της εντροπίας ορίσαμε, την απόλυτη (ανεξάρτητη από τις ιδιότητες οποιουδήποτε ιδιαίτερου συστατικού του συστήματος) θερμοκρασία, την πίεση και το χημικό δυναμικό. Μελετήσαμε την ισορροπία συστήματος μέσα σε δεξαμενή θερμότητας θερμοκρασίας Τ (κατανομή Boltzmann -Κανονική κατανομή) Αποδείξαμε την γενικότερη έκφραση της εντροπίας συναρτήσει της πιθανότητας p και που είναι η: S = k p ln p. B Ελένη Βίγκα 1

Μετά από την μελέτη αυτού του κεφαλαίου πρέπει να ξέρουμε: Τι σημαίνουν οι όροι ΜακροΚατάσταση και μικροκαταστάσεις ενός συστήματος. Τα αξιώματα της στατιστικής φυσικής: Των ίσων εξ ορισμού πιθανοτήτων Της ισορροπίας Τι είναι το στατιστικό βάρος Ω μιας Μακροκατάστασης και πως μπορούμε να το υπολογίζουμε. Να χρησιμοποιούμε την προσέγγιση Stiling για το φυσικό λογάριθμο του παραγοντικού των μεγάλων αριθμών. Ότι για τα συστήματα με αριθμούς σωματιδίων σε αυτήν την τάξη μεγέθους, η πλέον πιθανή μακροκατάσταση (αυτή με τις περισσότερες μικροκαταστάσεις), είναι μια εξ ολοκλήρου καλά καθορισμένη, σταθερή θερμοδυναμική κατάσταση. Ότι η τάση των φυσικών συστημάτων να εξελίσσονται προς την πιο πιθανή μακροκατάσταση, είναι η φυσική βάση του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής. Ότι η εντροπία S μιας δεδομένης μακροκατάστασης σχετίζεται με το στατιστικό βάρος Ω της μακροκατάστασης με την: S=k Β lnω. Να έχουμε καταλάβει γιατί η σχέση πρέπει να είναι λογαριθμική. Ότι η παραπάνω έκφραση είναι ουσιώδους σημασίας καθώς συνδέει την στατιστική φυσική με την θερμοδυναμική (τον μικρόκοσμο με τον μακρόκοσμο). Ότι για οποιαδήποτε φυσική διαδικασία, οι συνθήκες ισορροπίας αντιστοιχούν στην μεγιστοποίηση της εντροπίας του σύμπαντος. Τα φυσικά επιχειρήματα που οδηγούν στο συμπέρασμα, ότι η εντροπία, η θερμοκρασία και η εσωτερική ενέργεια ενός φυσικού συστήματος συσχετίζονται με την: 1 S = T E, V N. Να ξέρουμε ότι αυτός είναι ο βασικός ορισμός της απόλυτης θερμοκρασίας. Ελένη Βίγκα 2

Τη φυσική σκέψη που οδηγεί στην κατανομή Boltzmann (κανονική κατανομή) και στην συνάρτηση επιμερισμού (Ζ) ενός φυσικού συστήματος. Την ιδέα του εκφυλισμού των ενεργειακών σταθμών και πως ο εκφυλισμός μπορεί να ενσωματωθεί μέσα στον παράγοντα Boltzmann και την συνάρτηση επιμερισμού. Την σχέση (και να μπορούμε να την αποδείξουμε) ανάμεσα στην μέση ενέργεια ενός συστήματος και της συνάρτησης επιμερισμού: 1 Z ln Z E= = Z β β Ότι η σχετική διακύμανση της ενέργειας συστήματος σε δεξαμενή θερμότητας είναι αντιστρόφως ανάλογη της τετραγωνικής ρίζας του μεγέθους του (και να μπορούμε να το αποδείξουμε) καθώς και την φυσική σημασία αυτής: Ότι σε ένα μακροσκοπικό σύστημα με Ν>>, οι διακυμάνσεις είναι πάρα πολύ μικρές, γεγονός που μας οδηγεί στο συμπέρασμα, ότι η ενέργεια ενός μακροσκοπικού συστήματος που βρίσκεται σε δεξαμενή θερμότητας είναι στην ουσία, εντελώς καθορισμένη. Ότι κατά την ισορροπία ενός μονωμένου συστήματος - μικροκανονική κατανομή- (δηλ. Ε,V και N σταθερά) η εντροπία γίνεται μεγίστη. Ενώ κατά την ισορροπία ενός συστήματος σε δεξαμενή θερμότητας θερμοκρασίας Τ - κανονική κατανομή - (δηλ. Τ,V και N σταθερά) η ελεύθερη ενέργεια γίνεται ελάχιστη. Οτι η γενική έκφραση της εντροπίας S = kb pln p ισχύει για όλες τις κατανομές (και να μπορούμε να αποδείξουμε την σχέση). Ελένη Βίγκα 3

Γε Ρί Συ π Στατιστική Φυσική Κεφάλαιο 2 Πιθανότητα: P(n) Απλό παράδειγμα κατανόησης βασικών εννοιών: Ρίψη 4 νομισμάτων Ω(n) = Κ:Κεφαλή, Γ:Γράμματα Ω(n) n Συνολικός αριθμός πιθανών εκβάσεων: n Ω(n) =16 Ελένη Βίγκα 4

Μεθοδολογία εφαρμογής της μικροκανονικής κατανομής για την μελέτη των ιδιοτήτων ενός μονωμένου συστήματος: Βρίσκουμε το στατιστικό βάρος Ω(Ε,V,N,...) Υπολογίζουμε την εντροπία με την βοήθεια της σχέσης: S (Ε,V,N,...) = k B ln Ω(Ε,V,N,...) Υπολογίζουμε την θερμοκρασία από την σχέση που ισχύει στην θερμοδυναμική ισορροπία: 1 S = T E, Λύνουμε την σχέση Τ=Τ(Ε,V,N) ως προς Ε=Ε(Τ,V,N) και Υπολογίζουμε τις διάφορες θερμοδυναμικές ποσότητες κάνοντας απλές παραγωγίσεις. V N Ελένη Βίγκα 5

Μεθοδολογία εφαρμογής της κανονικής κατανομής για την μελέτη των ιδιοτήτων ενός συστήματος που βρίσκεται σε επαφή με δεξαμενή θερμότητας θερμοκρασίας Τ: Υπολογίζουμε την συνάρτηση επιμερισμού του συστήματος Ζ Χρησιμοποιούμε την κατανομή Boltzmann για να υπολογίσουμε την πιθανότητα p(e ), αν είναι απαραίτητο. Υπολογίζουμε την μέση ενέργεια του συστήματος από: 1 Z ln Z E= - ή E=- Z β β ή E = Ep Η ελεύθερη ενέργεια F προκύπτει από την σχέση, FTV (,, N) = ktln ZTV (,, N ) Υπολογίζουμε τις διάφορες θερμοδυναμικές ποσότητες κάνοντας απλές παραγωγίσεις Πιο αναλυτικά για τον υπολογισμό της συνάρτησης επιμερισμού και της ενέργειας: 1. Βρίσκουμε τις ενεργειακές στάθμες (καταστάσεις) κάθε σωματιδίου. 3. Υπολογίζουμε την συνάρτηση επιμερισμού Ζ 1 κάθε σωματιδίου: 1 Z1 4. Υπολογίζουμε την μέση ενέργεια κάθε σωματιδίου: ε1 = Z1 β 5. Υπολογίζουμε την μέση ενέργεια Ε του συστήματος: E = Νε 1 Β Z = exp( βe ) 1 ή μπορούμε μετά το υπολογισμό της Ζ 1 (στάδιο 3) να υπολογίσουμε: 3α. Την συνάρτηση επιμερισμού Ζ του συστήματος * : 4α. Την μέση ενέργεια του συστήματος: 1 Z Ε= Z β Ζ = ( Z ) Ν 1 * μη αλληλεπιδρώντα, διακρίσιμα και ταυτόσημα σωματίδια Ελένη Βίγκα 6

Η περίληψη των δυο κατανομών Μικροκανονική (Μονωμένο Σύστημα) E, V, N σταθερά (T μεταβάλλεται) P n = 1 Ω ( ) S EV,, N = k B ln Ω η S γίνεται μέγιστη Κανονική (Σύστημα σε επαφή με Δ.Θ.) T, V, N σταθερά (E μεταβάλλεται) pn 1 e z E n kt F(T,V,N) = k T ln Z Β = B η F γίνεται ελάχιστη Μεγαλοκανονική (Σύστημα σε επαφή με Δ.Θ. και Δ.Σ) T, V, µ σταθερά (N,Ε μεταβάλλονται)??? Ελένη Βίγκα 7