Dado un sistema físico podemos determinar sus niveles de energía. Usualmente tendremos una estructura de niveles discretos, como los del átomo de hidrógeno o los estados rotacionales de las moléculas. Pero también es posible tener una estructura continua de niveles, como los de energía cinética de las moléculas que conforman un gas ideal.
Un sistema de N partículas a una temperatura T tendrá distintas partículas repartidas en los niveles Eo, E1, E2, etc (la discusión la haremos entre niveles discretos de energía para simplificarla).
La energía total del sistema será:
Es decir, la suma de las energías de todas las partículas en un determinado nivel evaluada en todos los niveles ocupados.
Denominaremos distribución a la función que nos dá cada uno de estos en función de la temperatura.
Estas distribuciones son esenciales para encontrar la relación entre la mecánica estadística y la termodinámica.
Un sistema macroscópicamente presenta un estado dado por un número reducido de variables, como el volumen, la presión o la temperatura.
Sin embargo, a nivel microscópico el sistema debe de tener una explicación en términos de estados que dependerán de las coordenadas y los momentos de cada partícula, es decir, 6N variables. O bien de la función de onda que depende de cada posición de cada partícula 3N.
Como vemos para pasar de la descripción mecánica de un sistema a nivel microscópico a una descripción macroscópica termodinámica hemos de explicar la reducción de las variables representativas.
Un elemento esencial es la distinción entre macroestado y microestado.
MACROESTADO: Es la aparicencia macroscópica de un sistema, y viene dado por el valor de sus funciones termodinámicas. (U, V, H, P, T) Esencialmente se necesitan un número reducido de estas porque el resto están interrelacionadas. Por ejemplo en un gas ideal vasta con conocer un tres de entre (P, V, T, n) ya que por ejemplo la ecuación de estado de un gas ideal es PV=nRT. Y la energía interna es función únicamente de T.
MICROESTADO: Son todas las configuraciones microscópicas de posiciones y momentos (en clásica) o funciones de onda ( en cuántica) que dan lugar al mismo macroestado. Estos microestados vienen descritos por una teoría mecánica fundamental y los correspondientes al mismo macroestado son indistinguibles experimentalmente.
X
Colapsar
Categorías
Colapsar
article_tags
Colapsar
- conmutador (1)
- cuantica (7)
- cuántica (7)
- electromagnetismo (4)
- experimental (2)
- fisica estadistica (4)
- física cotidiana (2)
- física de partículas (2)
- física estadística (4)
- física experimental (2)
- integración (3)
- mecanica teorica (8)
- mecánica cuántica (5)
- mecánica newtoniana (4)
- mecánica teórica (8)
- meteorología (3)
- métodos informáticos (1)
- métodos matemáticos (3)
- optica (6)
- principio de incertidumbre (1)
- relatividad especial (5)
- termodinamica (3)
- termodinámica (3)
- Unidades y análisis dimensional (2)
- óptica (6)
Latest Articles
Colapsar
-
por EntroLa termodinámica es la parte de la física que estudia los intercambios energéticos entre sistemas. Dicha parte de la física es totalmente fenomenológica, no se fundamenta más que en la experiencia. De hecho es totalmente insensible a la constitución intima de la materia. Siempre se ha dicho,
En el caso de que se mostrara que los átomos no existen, la termodinámica seguiría siendo válida La Termodinámica se fundamenta en tres principios fundamentales, cuatro si contamos el principi...-
Canal: Termodinámica y estadística
13/05/2010, 01:29:54 -
-
por niccoSea un sistema físico con un número grande (pude ser del orden del número de Avogadro) de entidades elementales (partículas, moléculas, etc).
Se define un microestado del sistema como un estado descrito por todas las variables microscópicas que caracterizan cada una de las entidades elementales que constituyen el sistema. Por ejemplo, clásicamente, las posiciones y los momentos de cada una de las partículas determinan un microestado descrito por esas variables. Cuánticamente,...-
Canal: Termodinámica y estadística
13/05/2010, 01:28:55 -
-
por niccoUn colectivo o colectividad es un conjunto de microestados de un sistema compatibles con un determinado macroestado del sistema.
La teoría de colectividades permite obtener las variables macroscópicas de un sistema a partir del estudio estadísitco de los microestados que conforman el colectivo.
Dependiendo de qué magnitudes macroscópicas definan el macroestado, algunos de los colectivos más importantes son los siguientes:
- Colectivo microcanónico: El macroestado...-
Canal: Termodinámica y estadística
13/05/2010, 01:27:55 -
-
por EntroDado un sistema físico podemos determinar sus niveles de energía. Usualmente tendremos una estructura de niveles discretos, como los del átomo de hidrógeno o los estados rotacionales de las moléculas. Pero también es posible tener una estructura continua de niveles, como los de energía cinética de las moléculas que conforman un gas ideal. Un sistema de N partículas a una temperatura T tendrá distintas partículas repartidas en los niveles Eo, E1, E2, etc (la discusión la haremos ...
-
Canal: Termodinámica y estadística
13/05/2010, 00:44:15 -
-
por Dj_jaraEn una disolución ideal líquido-vapor con n componentes la presión de vapor de cada componente es proporcional a la facción molar de ese componente en líquido siendo la constante de proporcionalidad la presión de vapor en estado puro.
Demostración Un sistema termodinámico formado por 2 fases (líquido, vapor) con n componentes (fluidos ideales) (disolución ideal)en equilibrio termodinámico, debido al equilibrio termodinámico los potenciales quím...-
Canal: Termodinámica y estadística
13/05/2010, 00:37:52 -
-
por Dj_jaraSe basa en el hecho experimental de la transformación asimétrica entre energía en forma de calor y el trabajo.
Enunciado de Carnot: Para que una máquina cíclica dé trabajo a partir de la energía en forma de calor que recibe de un foco caliente es necesario que pase energía e forma de calor a un foco menos caliente.
Enunciado de Kelvin-Planck: Es imposible construir una máquina térmica que funcione ciclicamente que transforme todo la energía en forma de calor que recibe...-
Canal: Termodinámica y estadística
13/05/2010, 00:26:37 -