Quelle est la différence entre l'ensemble canonique et grand canonique

Le Différence clé entre l'ensemble canonique et grand canonique est cet ensemble canonique décrit un système en équilibre thermique avec un réservoir de chaleur à une température donnée, tandis que le grand ensemble canonique décrit un système en contact avec un réservoir de chaleur et un réservoir de particules.

L'ensemble canonique peut être décrit comme l'ensemble statistique représentant les états possibles d'un système mécanique en équilibre thermique avec un bain de chaleur à une température fixe. L'ensemble grand canonique peut être décrit comme l'état possible d'un système mécanique de particules qui sont en équilibre thermodynamique avec un réservoir.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que l'ensemble canonique
3. Qu'est-ce que le grand ensemble canonique
4. Ensemble canonique vs grand canonique sous forme tabulaire
5. Résumé - Canonical vs Grand Canonical Ensemble 

Qu'est-ce que l'ensemble canonique?

L'ensemble canonique est l'ensemble statistique représentant les états possibles d'un système mécanique en équilibre thermique avec un bain thermique à une température fixe. Le système est capable d'échanger de l'énergie avec le bain thermique, ce qui peut faire en sorte que les états du système diffèrent en énergie totale.

Lorsque l'on considère la principale variable thermodynamique de l'ensemble canonique, c'est la température absolue exprimée par «t», qui peut déterminer la distribution de probabilité des états. Ce paramètre dépend également des variables mécaniques, y compris le nombre de particules dans le système représenté par «N» et le volume du système donné par «V."Ces paramètres peuvent influencer la nature du système au moyen d'états internes. Nous pouvons appeler l'ensemble avec ces trois paramètres sous forme d'ensemble NVT.

De plus, il existe un autre paramètre appelé l'énergie libre, représentée par «F», qui est une constante pour l'ensemble. Cependant, F et d'autres probabilités peuvent varier sur la sélection de différentes valeurs N, V ​​et T. Il existe deux rôles importants de F, et il fournit un facteur de normalisation pour la distribution de probabilité, et de nombreuses moyennes d'ensemble importantes peuvent être directement calculées à partir de la fonction.

Qu'est-ce que le grand ensemble canonique?

L'ensemble grand canonique est l'état possible d'un système mécanique de particules qui sont en équilibre thermodynamique avec un réservoir. Dans cet état, le système peut être décrit comme un état ouvert dans le sens où le système peut échanger de l'énergie et des particules avec un réservoir, ce qui conduit à divers états possibles du système qui peuvent différer à la fois dans l'énergie totale et le nombre total de particules. De plus, le volume, la forme et les autres coordonnées externes sont maintenues constantes dans tous les états possibles du système.

De plus, nous pouvons donner les variables thermodynamiques concernant les grands ensembles canoniques comme un potentiel chimique donné par µ et température absolue. De plus, cet ensemble dépend de variables mécaniques telles que le volume qui peut influencer la nature de l'état interne du système. Nous pouvons appeler le grand ensemble canonique comme µvt ensemble.

Quelle est la différence entre l'ensemble canonique et grand canonique?

La principale différence entre l'ensemble canonique et grand canonique est qu'un ensemble canonique décrit un système en équilibre thermique avec un réservoir de chaleur à une température donnée, tandis qu'un ensemble grand canonique décrit un système en contact avec un réservoir de chaleur et un réservoir de particules.

L'infographie ci-dessous présente les différences entre l'ensemble canonique et grand canonique sous forme tabulaire pour une comparaison côte à côte.

Résumé - Canonical vs Grand Canonical Ensemble

Les ensembles canoniques et grandes canoniques sont des termes importants dans la thermodynamique. La principale différence entre l'ensemble canonique et grand canonique est qu'un ensemble canonique décrit un système en équilibre thermique avec un réservoir de chaleur à une température donnée, tandis qu'un ensemble grand canonique décrit un système en contact avec un réservoir de chaleur et un réservoir de particules.

Référence:

1. Clare, Yu. «Mécanique statistique."UCI - École des sciences physiques.

Image gracieuseté:

1. «Ensemble Quantum 1Dof de tous les États» par Nanite - Propre travaux (CC0) via Commons Wikimedia