Limita termodinamică

În fizică și chimie fizică , limita termodinamică este atinsă atunci când într-un sistem numărul de particule ( atomi sau molecule ) $Nu.$ ${\ displaystyle N}$ $Nu.$ tinde la infinit (sau, în termeni practici, la un mol sau la valoarea numerică a constantei lui Avogadro ≈ 6,0225 × 10 ²³ ), $V.$ ${\ displaystyle V}$ $V.$ tinde spre infinit și relația lor $\rho$ ${\ displaystyle \ rho}$ $\ rho$ rămâne constantă și finită.

$V.$ ${\ displaystyle V}$ $V.$ → $\infty$ ${\ displaystyle \ infty}$ $\ infty$ , $Nu.$ ${\ displaystyle N}$ $Nu.$ → $\infty$ ${\ displaystyle \ infty}$ $\ infty$ , ${\frac {N}{V}}$ ${\ displaystyle {\ frac {N} {V}}}$ ${\ displaystyle {\ frac {N} {V}}}$ = $\rho$ ${\ displaystyle \ rho}$ $\ rho$ = constantă < $\infty$ ${\ displaystyle \ infty}$ $\ infty$

Comportamentul termodinamic al unui sistem este aproximat asimptotic de rezultatele mecanicii statistice pentru $Nu.$ ${\ displaystyle N}$ $Nu.$ → $\infty$ ${\ displaystyle \ infty}$ $\ infty$ , și din calculele care utilizează diferitele seturi convergente. Teoretic, acest lucru se realizează prin substituirea factorilor obținuți din ecuația lui Boltzmann cu entropie $S=k\log {W}$ ${\ displaystyle S = k \ log {W}}$ ${\ displaystyle S = k \ log {W}}$ , aproximarea Stirling , aplicabilă doar la un număr mare. Acest tip de aproximare are și o bază empirică .

Termodinamica obișnuită nu poate fi aplicată grupărilor de câțiva atomi sau molecule . În unele cazuri simple și la echilibru termodinamic , rezultatele pot fi descrise ca o consecință a proprietății aditive a variabilelor aleatoare independente ; adică varianța sumei este egală cu suma varianțelor variabilelor independente. În aceste cazuri, fizica unor sisteme închise la limita termodinamică este guvernată de limita centrală a teoremei probabilității .

În ceea ce privește sistemele cu un număr mare de particule, geneza comportamentului macroscopic din originile sale microscopice pare să se estompeze. De exemplu, presiunea exercitată de un fluid ( gaz sau lichid ) este rezultatul colectiv al coliziunilor dintre molecule care se mișcă rapid împotriva pereților containerului și care fluctuează pe o scară microscopică temporală și spațială . Cu toate acestea, presiunea nu se schimbă semnificativ la o scară macroscopică obișnuită, deoarece aceste variații se anulează reciproc în medie.

Chiar și la limita termodinamică există încă fluctuații detectabile ale mărimilor fizice , dar acest lucru are un efect neglijabil asupra proprietăților fizice mai sensibile ale sistemului. Fluctuațiile densității unui gaz pe scări spațiale microscopice sunt cauza împrăștierii luminii , adică sunt motivul pentru care cerul este albastru . Astfel de fluctuații devin vizibile aproape de punctul critic într-o diagramă de fază gaz / lichid . În electronică, zgomotul termic corespunzător acestor fluctuații poate fi măsurat. Unele fenomene mecanice cuantice în vecinătatea zero absolut prezintă anomalii ; de exemplu condensarea , superconductivitatea și superfluiditatea Bose-Einstein .

La limita termodinamică se aplică proprietatea aditivă a variabilelor extinse macroscopice. Aceasta înseamnă că entropia a două sisteme sau obiecte luate împreună (pe lângă energia și volumul lor ) este suma celor două cantități separate.

Portalul Termodinamicii : accesați intrările Wikipedia care se referă la Termodinamică