Ключовата разлика между каноничния и големия каноничен ансамбъл е, че каноничният ансамбъл описва система в термично равновесие с топлинен резервоар при дадена температура, докато големият каноничен ансамбъл описва система в контакт както с топлинен резервоар, така и с частица резервоар.
Каноничният ансамбъл може да бъде описан като статистически ансамбъл, представящ възможните състояния на механична система в термично равновесие с топлинна баня при фиксирана температура. Големият каноничен ансамбъл може да бъде описан като възможното състояние на механична система от частици, които са в термодинамично равновесие с резервоар.
Какво е Canonical Ensemble?
Каноничният ансамбъл е статистическият ансамбъл, представящ възможните състояния на механична система в термично равновесие с топлинна баня при фиксирана температура. Системата може да обменя енергия с топлинната баня, което може да накара състоянията на системата да се различават в общата енергия.
Когато се разглежда основната термодинамична променлива на каноничния ансамбъл, това е абсолютната температура, изразена с “T,” която може да определи вероятностното разпределение на състоянията. Този параметър също зависи от механичните променливи, включително броя на частиците в системата, която е представена с "N" и обема на системата, даден с "V". Тези параметри могат да повлияят на природата на системата чрез вътрешни състояния. Можем да наречем ансамбъла с тези три параметъра като NVT ансамбъл.
Освен това, има друг параметър, известен като свободна енергия, представена с "F", която е константа за ансамбъла. Въпреки това, F и други вероятности могат да варират при избора на различни стойности на N, V и T. Има две важни роли на F и той осигурява коефициент на нормализиране за разпределението на вероятностите и много важни средни стойности на ансамбъла могат да бъдат директно изчислени от функцията.
Какво е Grand Canonical Ensemble?
Големият каноничен ансамбъл е възможното състояние на механична система от частици, които са в термодинамично равновесие с резервоар. В това състояние системата може да бъде описана като отворено състояние в смисъл, че системата може да обменя енергия и частици с резервоар, което води до различни възможни състояния на системата, които могат да се различават както в общата енергия, така и в общия брой на частици. Освен това обемът, формата и другите външни координати се поддържат постоянни във всички възможни състояния на системата.
Освен това, можем да дадем термодинамичните променливи по отношение на големите канонични ансамбли като химичен потенциал, даден от µ и абсолютна температура. В допълнение, този ансамбъл зависи от механични променливи като обем, който може да повлияе на естеството на вътрешното състояние на системата. Можем да наречем големия каноничен ансамбъл като µVT ансамбъл.
Каква е разликата между Canonical и Grand Canonical Ensemble?
Ключовата разлика между каноничен и голям каноничен ансамбъл е, че каноничният ансамбъл описва система в термично равновесие с топлинен резервоар при дадена температура, докато големият каноничен ансамбъл описва система в контакт както с топлинен резервоар, така и с резервоар за частици.
Инфографиката по-долу представя разликите между каноничен и голям каноничен ансамбъл в таблична форма за сравнение едно до друго.
Резюме – Canonical срещу Grand Canonical Ensemble
Канонични и големи канонични ансамбли са важни термини в термодинамиката. Ключовата разлика между каноничния и големия каноничен ансамбъл е, че каноничният ансамбъл описва система в термично равновесие с топлинен резервоар при дадена температура, докато големият каноничен ансамбъл описва система в контакт както с топлинен резервоар, така и с резервоар за частици.
