Στατιστικά Σύνολα
The molecular description of thermodynamic systems is presented. It is observed that many microscopic states correspond to a macroscopic state and that averaging of molecular variables is required for the calculation of macroscopic quantities. Time averaging of evolving in time variables is found to...
Κύριοι συγγραφείς: | , |
---|---|
Μορφή: | 7 |
Γλώσσα: | Greek |
Έκδοση: |
2016
|
Θέματα: | |
Διαθέσιμο Online: | http://localhost:8080/jspui/handle/11419/5059 |
id |
kallipos-11419-5059 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
kallipos-11419-50592021-07-11T18:02:26Z Στατιστικά Σύνολα Statistical Ensembles Koutselos, Andreas Κούτσελος, Ανδρέας ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΣΥΝΟΛΑ ΧΩΡΟΣ ΦΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΔΙΚΗ ΥΠΟΘΕΣΗ ΜΙΚΡΟΚΑΝΙΝΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ ΙΔΑΝΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Statistical Thermodynamics Statistical Mechanics Fluctuations Statistical Ensembles Phase Space Ergodic Hypothesis Microcanonical Ensemble Ideal Gas The molecular description of thermodynamic systems is presented. It is observed that many microscopic states correspond to a macroscopic state and that averaging of molecular variables is required for the calculation of macroscopic quantities. Time averaging of evolving in time variables is found to be difficult for complex systems and is replaced by statistical ensemble averaging. The latter is based on the consideration of ensemble of macroscopically identical systems that can differ microscopically. Macroscopic quantities are associated with averages at a single moment, provided the probabilities that microstates occur are known. A general method is presented for the determination of the probabilities as well as the averages and the fluctuations of thermodynamic variables. In the case of a closed system, a special ensemble is developed with the macroscopic states defined through the energy, the volume and the number of particles. Παρουσιάζεται η μοριακή (μικροσκοπική) περιγραφή των θερμοδυναμικών συστημάτων και ο υπολογισμός των ιδιοτήτων τους με βάση την μικροσκοπική κίνηση. Παρατηρείται ότι πολλές μικροσκοπικές καταστάσεις είναι συμβατές με κάθε μακροσκοπική κατάσταση μιας ουσίας σε θερμοδυναμική ισορροπία. Οι θερμοδυναμικές ποσότητες που δεν είναι σταθερές στον χρόνο αντιστοιχίζονται με μέσες τιμές αντίστοιχων μικροσκοπικών μεγεθών που εξελίσσονται στο χρόνο. Η μέθοδος αυτή παρουσιάζει δυσκολία στον υπολογισμό ιδιοτήτων σύνθετων συστημάτων στον χρόνο με συνέπεια την ανάπτυξη της μεθόδου των στατιστικών συνόλων. Αυτή βασίζεται στην δυνατότητα υπολογισμού μέσων τιμών μέσω της θεώρησης συνόλων συστημάτων, (στατιστικά σύνολα), που εμφανίζουν την ίδια μακροσκοπική κατάσταση ισορροπίας αλλά διαφέρουν μικροσκοπικά, οπότε η τιμή μιάς θερμοδυναμικής μεταβλητής αντιστοιχίζεται με την μέση τιμή μιάς μικροσκοπικής ιδιότητας μιά χρονική στιγμή. Η ισοδυναμία αυτών των δύο μεθόδων αναφέρεται ως εργοδική υπόθεση. Η χρήση των στατιστικών συνόλων δίνει την δυνατότητα μελέτης σύνθετων μακροσκοπικών συστήματων. Παρουσιάζεται η γενική μέθοδος υπολογισμού της πιθανότητας εύρεσης ενός μακροσκοπικού συστήματος σε μία μικροκατάσταση, (μικροσκοπικά καθορισμένη κατάσταση), καθώς και ο υπολογισμός των μέσων τιμών και των διακυμάνσεων των φυσικών μεγεθών με βάση τις μικροσκοπικές αλληλεπιδράσεις. Στην περίπτωση κλειστού συστήματος αναπτύσσεται το Μικροκανονικό Στατιστικό Σύνολο ως εφαρμογή της γενικής μεθόδου σε καταστάσεις δεδομένης ενέργειας, όγκου και αριθμού σωματιδίων. 2016-03-09T11:38:39Z 2021-07-08T14:02:21Z 2016-03-09T11:38:39Z 2021-07-08T14:02:21Z 2016-03-09 7 http://localhost:8080/jspui/handle/11419/5059 el 1 27 application/pdf |
institution |
Kallipos |
collection |
DSpace |
language |
Greek |
topic |
ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΣΥΝΟΛΑ ΧΩΡΟΣ ΦΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΔΙΚΗ ΥΠΟΘΕΣΗ ΜΙΚΡΟΚΑΝΙΝΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ ΙΔΑΝΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Statistical Thermodynamics Statistical Mechanics Fluctuations Statistical Ensembles Phase Space Ergodic Hypothesis Microcanonical Ensemble Ideal Gas |
spellingShingle |
ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΣΥΝΟΛΑ ΧΩΡΟΣ ΦΑΣΕΩΝ ΕΡΓΟΔΙΚΗ ΥΠΟΘΕΣΗ ΜΙΚΡΟΚΑΝΙΝΙΚΟ ΣΥΝΟΛΟ ΙΔΑΝΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Statistical Thermodynamics Statistical Mechanics Fluctuations Statistical Ensembles Phase Space Ergodic Hypothesis Microcanonical Ensemble Ideal Gas Koutselos, Andreas Κούτσελος, Ανδρέας Στατιστικά Σύνολα |
description |
The molecular description of thermodynamic systems is presented. It is observed that many microscopic states correspond to a macroscopic state and that averaging of molecular variables is required for the calculation of macroscopic quantities. Time averaging of evolving in time variables is found to be difficult for complex systems and is replaced by statistical ensemble averaging. The latter is based on the consideration of ensemble of macroscopically identical systems that can differ microscopically. Macroscopic quantities are associated with averages at a single moment, provided the probabilities that microstates occur are known. A general method is presented for the determination of the probabilities as well as the averages and the fluctuations of thermodynamic variables. In the case of a closed system, a special ensemble is developed with the macroscopic states defined through the energy, the volume and the number of particles. |
format |
7 |
author |
Koutselos, Andreas Κούτσελος, Ανδρέας |
author_facet |
Koutselos, Andreas Κούτσελος, Ανδρέας |
author_sort |
Koutselos, Andreas |
title |
Στατιστικά Σύνολα |
title_short |
Στατιστικά Σύνολα |
title_full |
Στατιστικά Σύνολα |
title_fullStr |
Στατιστικά Σύνολα |
title_full_unstemmed |
Στατιστικά Σύνολα |
title_sort |
στατιστικά σύνολα |
publishDate |
2016 |
url |
http://localhost:8080/jspui/handle/11419/5059 |
work_keys_str_mv |
AT koutselosandreas statistikasynola AT koutselosandreas statistikasynola AT koutselosandreas statisticalensembles AT koutselosandreas statisticalensembles |
_version_ |
1771301341292920832 |