Avainero kanonisen ja suuren kanonisen kokonaisuuden välillä on se, että kanoninen kokonaisuus kuvaa lämpötasapainossa olevaa järjestelmää lämpösäiliön kanssa tietyssä lämpötilassa, kun taas suuri kanoninen kokonaisuus kuvaa järjestelmää, joka on kosketuksessa sekä lämpösäiliön että hiukkasen kanssa. säiliö.
Kanonista kokonaisuutta voidaan kuvata tilastollisena kokonaisuutena, joka edustaa mekaanisen järjestelmän mahdollisia tiloja termisessä tasapainossa lämpökylvyn kanssa kiinteässä lämpötilassa. Suuri kanoninen kokonaisuus voidaan kuvata mekaanisen hiukkasjärjestelmän mahdollisena tilana, joka on termodynaamisessa tasapainossa säiliön kanssa.
Mikä on Canonical Ensemble?
Kanoninen kokonaisuus on tilastollinen kokonaisuus, joka edustaa mekaanisen järjestelmän mahdollisia tiloja termisessä tasapainossa lämpökylvyn kanssa kiinteässä lämpötilassa. Järjestelmä pystyy vaihtamaan energiaa lämpökylvyn kanssa, mikä voi saada järjestelmän tilojen eroamaan kokonaisenergiasta.
Kun tarkastellaan kanonisen ryhmän termodynaamista päämuuttujaa, absoluuttinen lämpötila, joka ilmaistaan "T":llä, voi määrittää tilojen todennäköisyysjakauman. Tämä parametri riippuu myös mekaanisista muuttujista, mukaan lukien järjestelmän hiukkasten määrä, jota edustaa "N" ja järjestelmän tilavuus, jonka antaa "V". Nämä parametrit voivat vaikuttaa järjestelmän luonteeseen sisäisten tilojen avulla. Voimme kutsua kokonaisuutta näillä kolmella parametrilla NVT-yhtyeeksi.
Lisäksi on olemassa toinen parametri, joka tunnetaan nimellä vapaa energia, jota edustaa "F", joka on yhdistelmän vakio. F ja muut todennäköisyydet voivat kuitenkin vaihdella eri N-, V- ja T-arvojen valinnassa. F:llä on kaksi tärkeää roolia, ja se tarjoaa normalisointikertoimen todennäköisyysjakaumalle, ja monet tärkeät ryhmäkeskiarvot voidaan laskea suoraan funktiosta.
Mikä Grand Canonical Ensemble on?
Suuri kanoninen kokonaisuus on mekaanisen hiukkasjärjestelmän mahdollinen tila, joka on termodynaamisessa tasapainossa säiliön kanssa. Tässä tilassa järjestelmää voidaan kuvata avoimeksi tilaksi siinä mielessä, että järjestelmä voi vaihtaa energiaa ja hiukkasia säiliön kanssa, mikä johtaa erilaisiin järjestelmän mahdollisiin tiloihin, jotka voivat vaihdella sekä kokonaisenergian että kokonaismäärän suhteen. hiukkasia. Lisäksi tilavuus, muoto ja muut ulkoiset koordinaatit pidetään vakioina järjestelmän kaikissa mahdollisissa tiloissa.
Lisäksi voimme antaa suurten kanonisten ryhmien termodynaamiset muuttujat µ:n ja absoluuttisen lämpötilan antamana kemiallisena potentiaalina. Lisäksi tämä kokonaisuus on riippuvainen mekaanisista muuttujista, kuten tilavuudesta, jotka voivat vaikuttaa järjestelmän sisäisen tilan luonteeseen. Voimme kutsua suurta kanonista kokonaisuutta µVT-yhtyeeksi.
Mitä eroa on Canonical ja Grand Canonical Ensemblen välillä?
Avainero kanonisen ja suuren kanonisen kokonaisuuden välillä on se, että kanoninen kokonaisuus kuvaa lämpötasapainossa olevaa järjestelmää lämpösäiliön kanssa tietyssä lämpötilassa, kun taas suuri kanoninen kokonaisuus kuvaa järjestelmää, joka on kosketuksessa sekä lämpösäiliön että lämpösäiliön kanssa. hiukkassäiliö.
Alla oleva infografiikka esittelee kanonisen ja suuren kanonisen kokonaisuuden erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Canonical vs Grand Canonical Ensemble
Kanoniset ja suuret kanoniset kokoonpanot ovat tärkeitä termejä termodynamiikassa. avainero kanonisen ja suuren kanonisen kokonaisuuden välillä on se, että kanoninen kokonaisuus kuvaa lämpötasapainossa olevaa järjestelmää lämpösäiliön kanssa tietyssä lämpötilassa, kun taas suuri kanoninen kokonaisuus kuvaa järjestelmää, joka on kosketuksessa sekä lämpö- että hiukkassäiliön kanssa.
