Я только начал изучать статистическую механику, и я делаю викторину с несколькими вариантами ответов, но меня особенно смущает один (ну, два) вопроса. Основной из них следующий:
«Микроканонический ансамбль систем соответствует совокупности систем:
Выберите одно или несколько: (a) Все имеют разное макросостояние. б) Все с одинаковой энергией. (c) В каждом различном микросостоянии. г) все имеют одинаковое микросостояние».
Я знаю, что по определению микроканонический ансамбль имеет постоянную полную энергию, что наводит меня на мысль, что b — это ответ, но тогда ответ будет относиться к «совокупности систем, имеющих одинаковую энергию ». Если под совокупностью подразумеваются отдельные микросостояния, то я не думаю, что это правда, поскольку я уверен, что не все микросостояния имеют одинаковую энергию. Кроме того, я думаю, что c тоже правильно, поскольку микросостояния не идентичны, но я действительно не знаю, что это значит «в каждом другом микросостоянии». Любая помощь будет оценена!
Редактировать : извините, я забыл включить другой, в котором я тоже был немного не уверен. Речь идет о системе, находящейся в контакте с термостатом, т. е. о каноническом ансамбле. В вопросе говорится:
«Система, находящаяся в контакте с нагревателем, имеет: (а) такую же температуру, как и у нагревателя; (б) постоянную среднюю внутреннюю энергию; (в) такую же энергию, как у нагревателя; (г) фиксированную, постоянную внутреннюю энергию. энергия».
Я знаю, что (а) определенно является одним из ответов, и я уверен, что (в) не может быть ответом, потому что в Википедии сказано, что «система может обмениваться энергией с термостатом, так что состояния система будет отличаться по полной энергии». что означает, что система, безусловно, не может иметь ту же энергию, что и нагревательная ванна. Так что остается либо (b), либо (d). В моих заметках говорится, что в случае канонического ансамбля «мы должны теперь говорить о средней энергии скорее, чем ' так что, согласно этому, это должно быть (b), но я действительно изо всех сил пытаюсь различить b и d.
Проблема с вопросами с несколькими вариантами ответов заключается в том, что они не дают вам возможности продемонстрировать свои знания, говоря что-то вроде «ну, число 4 верно, если под бла мы понимаем бла…».
Лучший способ определить микроканонический — это обсудить концепцию ансамбля в этой области физики и противопоставить его каноническому. Такое обсуждение, вероятно, будет включать в себя то, что (б) допустимо, но не вся правда, и (в) допустимо с некоторыми строгими условиями использования термина «каждый». На самом деле это не может означать «каждое», включая все те микросостояния, где система имеет больше внутренней энергии, чем, например, вся наблюдаемая Вселенная. Это может быть «каждое микросостояние с заданной полной энергией, объемом и числом частиц».
Теперь давайте рассмотрим канонический. Чтобы точно исключить (с), возьмем случай, когда система — это чашка с водой, а ванна — это Тихий океан. У одного энергия около ста килоджоулей (по сравнению с его энергией при абсолютном нуле), а у Тихого океана энергия в несколько миллиардов раз больше. Так что не, думаю, равны!
(b) и (d) связаны с колебаниями. При тепловом контакте с резервуаром внутренняя энергия системы немного колеблется, поэтому она не постоянна во времени, а постоянна ее среднее значение (если принять, что объем, температура и число частиц не меняются). Чтобы быть точным в этом отношении, выдвигается гипотеза о том, что среднее время для одной такой системы равно среднему значению в любой момент времени по ансамблю таких систем.
пользователь328183
пользователь328183
Сагигевер
Эндрю Стин