Ключевое различие между каноническим и большим каноническим ансамблем заключается в том, что канонический ансамбль описывает систему, находящуюся в тепловом равновесии с тепловым резервуаром при заданной температуре, тогда как большой канонический ансамбль описывает систему, находящуюся в контакте как с тепловым резервуаром, так и с частицей. резервуар.
Канонический ансамбль можно описать как статистический ансамбль, представляющий возможные состояния механической системы в тепловом равновесии с термостатом при фиксированной температуре. Большой канонический ансамбль можно описать как возможное состояние механической системы частиц, находящихся в термодинамическом равновесии с резервуаром.
Что такое Canonical Ensemble?
Канонический ансамбль - это статистический ансамбль, представляющий возможные состояния механической системы в тепловом равновесии с термостатом при фиксированной температуре. Система способна обмениваться энергией с термостатом, что может привести к тому, что состояния системы будут различаться по общей энергии.
При рассмотрении основной термодинамической переменной канонического ансамбля это абсолютная температура, выраженная через «T», которая может определять вероятностное распределение состояний. Этот параметр также зависит от механических переменных, включая количество частиц в системе, обозначенное буквой «N», и объем системы, обозначенный буквой «V». Эти параметры могут влиять на характер системы посредством внутренних состояний. Мы можем назвать ансамбль с этими тремя параметрами ансамблем NVT.
Более того, есть еще один параметр, известный как свободная энергия, представленная буквой «F», которая является константой для ансамбля. Однако F и другие вероятности могут варьироваться при выборе различных значений N, V и T. Есть две важные роли F, и он обеспечивает коэффициент нормализации для распределения вероятностей, и многие важные средние значения по ансамблю могут быть непосредственно вычислены из функции.
Что такое Большой канонический ансамбль?
Большой канонический ансамбль – это возможное состояние механической системы частиц, находящихся в термодинамическом равновесии с резервуаром. В этом состоянии систему можно описать как открытое состояние в том смысле, что система может обмениваться энергией и частицами с резервуаром, что приводит к различным возможным состояниям системы, которые могут отличаться как полной энергией, так и полным числом частицы. При этом объем, форма и другие внешние координаты остаются постоянными во всех возможных состояниях системы.
Кроме того, мы можем дать термодинамические переменные, касающиеся больших канонических ансамблей, как химический потенциал, определяемый µ и абсолютной температурой. Кроме того, этот ансамбль зависит от механических переменных, таких как объем, которые могут влиять на характер внутреннего состояния системы. Мы можем назвать большой канонический ансамбль ансамблем µVT.
В чем разница между Canonical и Grand Canonical Ensemble?
Ключевое различие между каноническим и большим каноническим ансамблем заключается в том, что канонический ансамбль описывает систему, находящуюся в тепловом равновесии с тепловым резервуаром при заданной температуре, тогда как большой канонический ансамбль описывает систему, находящуюся в контакте как с тепловым резервуаром, так и с резервуар для частиц.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между каноническим и большим каноническим ансамблями в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Canonical vs Grand Canonical Ensemble
Канонические и большие канонические ансамбли - важные термины в термодинамике. Ключевое различие между каноническим и большим каноническим ансамблем состоит в том, что канонический ансамбль описывает систему, находящуюся в тепловом равновесии с резервуаром тепла при заданной температуре, тогда как большой канонический ансамбль описывает систему, находящуюся в контакте как с резервуаром тепла, так и с резервуаром частиц.
