Pagrindinis skirtumas tarp kanoninio ir didžiojo kanoninio ansamblio yra tas, kad kanoninis ansamblis apibūdina šiluminės pusiausvyros sistemą su šilumos rezervuaru tam tikroje temperatūroje, o didysis kanoninis ansamblis apibūdina sistemą, besiliečiančią ir su šilumos rezervuaru, ir su dalelėmis. rezervuaras.
Kanoninį ansamblį galima apibūdinti kaip statistinį ansamblį, parodantį galimas mechaninės sistemos būsenas esant terminei pusiausvyrai su fiksuotos temperatūros šilumos vonia. Didįjį kanoninį ansamblį galima apibūdinti kaip galimą dalelių, kurios yra termodinaminėje pusiausvyroje su rezervuaru, mechaninės sistemos būseną.
Kas yra Canonical Ensemble?
Kanoninis ansamblis yra statistinis rinkinys, vaizduojantis galimas mechaninės sistemos būsenas esant terminei pusiausvyrai su fiksuotos temperatūros šilumos vonia. Sistema gali keistis energija su šilumos vonia, todėl sistemos būsenos gali skirtis bendra energija.
Atsižvelgiant į pagrindinį kanoninio ansamblio termodinaminį kintamąjį, tai yra absoliuti temperatūra, išreikšta „T“, kuri gali nustatyti būsenų tikimybių pasiskirstymą. Šis parametras taip pat priklauso nuo mechaninių kintamųjų, įskaitant dalelių skaičių sistemoje, kurią žymi "N", ir sistemos tūrį, nurodytą "V". Šie parametrai gali turėti įtakos sistemos pobūdžiui dėl vidinių būsenų. Ansamblį su šiais trimis parametrais galime vadinti NVT ansambliu.
Be to, yra dar vienas parametras, žinomas kaip laisva energija, žymima „F“, kuri yra ansamblio konstanta. Tačiau F ir kitos tikimybės gali skirtis pasirinkus skirtingas N, V ir T reikšmes. Yra du svarbūs F vaidmenys ir jis suteikia tikimybių pasiskirstymo normalizavimo koeficientą, o daugelis svarbių ansamblio vidurkių gali būti tiesiogiai apskaičiuoti pagal funkciją.
Kas yra Grand Canonical Ensemble?
Didysis kanoninis ansamblis yra galima mechaninės dalelių sistemos, kurios yra termodinaminėje pusiausvyroje su rezervuaru, būsena. Šioje būsenoje sistemą galima apibūdinti kaip atvirą būseną ta prasme, kad sistema gali keistis energija ir dalelėmis su rezervuaru, o tai lemia įvairias galimas sistemos būsenas, kurios gali skirtis tiek bendra energija, tiek bendru skaičiumi. dalelių. Be to, tūris, forma ir kitos išorinės koordinatės išlaikomos pastovios visose įmanomose sistemos būsenose.
Be to, galime pateikti termodinaminius kintamuosius, susijusius su didžiaisiais kanoniniais ansambliais, kaip cheminį potencialą, pateiktą pagal µ ir absoliučią temperatūrą. Be to, šis ansamblis priklauso nuo mechaninių kintamųjų, tokių kaip tūris, kurie gali turėti įtakos vidinės sistemos būsenos pobūdžiui. Didįjį kanoninį ansamblį galime vadinti µVT ansambliu.
Kuo skiriasi Canonical ir Grand Canonical ansamblis?
Pagrindinis skirtumas tarp kanoninio ir didžiojo kanoninio ansamblio yra tas, kad kanoninis ansamblis apibūdina šiluminės pusiausvyros sistemą su šilumos rezervuaru tam tikroje temperatūroje, o didysis kanoninis ansamblis apibūdina sistemą, besiliečiančią ir su šilumos rezervuaru, ir su dalelių rezervuaras.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp kanoninio ir didžiojo kanoninio ansamblio lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – Canonical vs Grand Canonical Ensemble
Kanoniniai ir didieji kanoniniai ansambliai yra svarbūs termodinamikos terminai. Pagrindinis skirtumas tarp kanoninio ir didžiojo kanoninio ansamblio yra tas, kad kanoninis ansamblis apibūdina šiluminės pusiausvyros sistemą su šilumos rezervuaru tam tikroje temperatūroje, o didysis kanoninis ansamblis apibūdina sistemą, kuri liečiasi ir su šilumos rezervuaru, ir su dalelių rezervuaru.
