Fizyka statystyczna/Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej

Fizyka statystyczna

Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej

Licencja
Autor: Mirosław Makowiecki Absolwent UMCS Fizyki Komputerowej Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie Email: miroslaw(kropka)makowiecki(małpa)gmail(kropka)pl Dotyczy: książki, do której należy ta strona, oraz w niej zawartych stron i w nich podstron, a także w nich kolumn, wraz z zawartościami. Użytkownika książki, do której należy ta strona, oraz w niej zawartych stron i w nich podstron, a także w nich kolumn, wraz z zawartościami nie zwalnia z odpowiedzialności prawnoautorskiej nieprzeczytanie warunków licencjonowania. Umowa prawna: Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Autor tej książki dołożył wszelką staranność, aby informacje zawarte w książce były poprawne i najwyższej jakości, jednakże nie udzielana jest żadna gwarancja, czy też rękojma. Autor nie jest odpowiedzialny za wykorzystanie informacji zawarte w książce, nawet jeśli wywołaby jakąś szkodę, straty w zyskach, zastoju w prowadzeniu firmy, przedsiębiorstwa lub spółki bądź utraty informacji, niezależnie czy autor (a nawet Wikibooks) został powiadomiony o możliwości wystąpienie szkód. Informacje zawarte w książce mogą być wykorzystane tylko na własną odpowiedzialność.

Wykaz modułów w książce
1Fizyka fenomenologiczna 2Zasady termodynamiki fenomenologicznej 3Potencjały termodynamiczne 4Definicja różniczki entropii a jego zupełność 5Związki fizyki fenomenologicznej 6Wstęp do fenomenologicznych równań stanu 7Gazy doskonałe 8Gazy van der Waalsa 9Fenomenologiczna teoria przejść fazowych 10Przemiany fazowe 11Cykle (obiegi) termodynamiczne 12Wprowadzenie do fizyki statystycznej 13Statystyczna termodynamika 14Rozkłady klasyczne w fizyce 15Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej 16Zespół mikrokanoniczny 17Zespół kanoniczny (T,V,N,t) 18Wielki zespół kanoniczny (T,V,μ,t) 19Przykłady innych zespołów statystycznych kanonicznych w fizyce klasycznej 20Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej kwantowej 21Statystyki w fizyce kwantowej 22Statystyki Boltzmanna, Fermiego i Bosego 23Model sieci krystalicznej Debye'a 24Cząstki o innych statystykach 25Idealne gazy kwantowe 26Fluktuacje i ruchy Browna

Następny rozdział: Zespół mikrokanoniczny. Poprzedni rozdział: Rozkłady klasyczne w fizyce.

Podręcznik: Fizyka statystyczna.

Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej są to zespoły, które opisują pewne układy, w których można policzyć prawdopodobieństwo (gęstość prawdopodobieństwa w przypadku ciągłym) w zależności od energii, liczby cząstek, objętości. Na podstawie tychże zespołów kanonicznych możemy policzyć ich wartości średnie. Znając sumę statystyczną możemy policzyć również tym sposobem wynikających z definicji ich wartości średnich pewne średnie. Znając sumę statystyczną możemy policzyć energię swobodną i ewentualnie inne potencjały termodynamiczne. Przy pomocy energii swobodnej możemy policzyć ciśnienie i znając średnią liczbę cząstek dla wielkiego zespołu kanonicznego lub liczbę cząstek dla zespołu kanonicznego możemy wyznaczyć równanie stanu. Gdy nie uwzględniamy oddziaływania między atomami w gazie niezależnie jaki zespół wybierzemy, to dochodzimy do analogicznych równań stanu. Dojdziemy do wniosku że w zespole kanonicznym i w wielkim zespole kanonicznym równanie stanu gazu doskonałego jest uderzająco podobne do układu opisującego zespół mikrokanoniczny. Jedyną różnicą od nich jest taka, że układ izolowany posiada raz na zawsze ustaloną energię wewnętrzną (która nie jest wymieniana między układem a otoczeniem), liczbę cząstek (gdzie cząstki nie idą z układu do otoczenia i odwrotnie) i objętość (jest wielkością stałą) w układzie. A układy opisywane przez zespół kanoniczny istnieje taka owa wymiana energii, a w wielkim zespole kanonicznym jeszcze dodatkowo jest wymiana cząstek, a te zespoły posiadają stałą zależną od liczby (lub średniej liczby) cząstek energię (lub średnią energię) zwanej energią wewnętrzną układu. Jak wspomnieliśmy powyżej układy dzielimy na izolowane (nie ma wymiany energii i liczby cząstek między układem a otoczeniem), zamknięte (jest tylko wymieniana energia między układem a otoczeniem), otwarte (występują tu oba rodzaje wymiany, tzn. energii i liczby cząstek). Pierwszy z nich opisuje zespół mikrokanoniczny, drugi-Zespół kanoniczny, trzeci-Wielki zespół kanoniczny). Jak widzimy każdy wyższy stopień zaawansowania opisuje coraz bardziej zaawansowana suma statystyczna opisująca zaawansowanie układu, które opisują, uwzględniające kolejne cechy układów opisujące przez odpowiednie zespoły.