La differenza fondamentale tra l'insieme canonico e il gran canonico è che l'insieme canonico descrive un sistema in equilibrio termico con una riserva di calore a una data temperatura, mentre l'insieme canonico descrive un sistema in contatto sia con una riserva di calore che con una particella serbatoio.
L'insieme canonico può essere descritto come l'insieme statistico che rappresenta i possibili stati di un sistema meccanico in equilibrio termico con un bagno di calore a temperatura fissa. Il grande insieme canonico può essere descritto come il possibile stato di un sistema meccanico di particelle che sono in equilibrio termodinamico con un serbatoio.
Cos'è Canonical Ensemble?
L'insieme canonico è l'insieme statistico che rappresenta i possibili stati di un sistema meccanico in equilibrio termico con un bagno di calore a temperatura fissa. Il sistema è in grado di scambiare energia con il bagno di calore, che può far differire gli stati del sistema in termini di energia totale.
Quando si considera la principale variabile termodinamica dell'insieme canonico, è la temperatura assoluta espressa da “T,” che può determinare la distribuzione di probabilità degli stati. Questo parametro dipende anche da variabili meccaniche, incluso il numero di particelle nel sistema rappresentato da "N" e il volume del sistema dato da "V". Questi parametri possono influenzare la natura del sistema per mezzo di stati interni. Possiamo chiamare l'ensemble con questi tre parametri come ensemble NVT.
Inoltre, c'è un altro parametro noto come energia libera, rappresentato da "F", che è una costante per l'ensemble. Tuttavia, F e altre probabilità possono variare in base alla selezione di diversi valori N, V e T. Esistono due ruoli importanti di F e fornisce un fattore di normalizzazione per la distribuzione di probabilità e molte importanti medie di insieme possono essere calcolate direttamente dalla funzione.
Cos'è il Grand Canonical Ensemble?
Il grande insieme canonico è il possibile stato di un sistema meccanico di particelle che sono in equilibrio termodinamico con un serbatoio. In questo stato, il sistema può essere descritto come uno stato aperto, nel senso che il sistema può scambiare energia e particelle con un serbatoio, il che porta a vari possibili stati del sistema che possono differire sia per l'energia totale che per il numero totale di particelle. Inoltre, il volume, la forma e altre coordinate esterne vengono mantenute costanti in tutti i possibili stati del sistema.
Inoltre, possiamo fornire le variabili termodinamiche relative ai grandi insiemi canonici come potenziale chimico dato da µ e temperatura assoluta. Inoltre, questo insieme dipende da variabili meccaniche come il volume che possono influenzare la natura dello stato interno del sistema. Possiamo chiamare il grande insieme canonico come insieme µVT.
Qual è la differenza tra canonico e grand canonico Ensemble?
La differenza fondamentale tra insieme canonico e grand canonico è che un insieme canonico descrive un sistema in equilibrio termico con una riserva di calore a una data temperatura, mentre un insieme grand canonico descrive un sistema in contatto sia con una riserva di calore che un serbatoio di particelle.
L'infografica qui sotto presenta le differenze tra canonico e grand canonico ensemble in forma tabellare per il confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Ensemble canonico vs Grand Canonical
Insiemi canonici e grand canonici sono termini importanti in termodinamica. Il differenza fondamentale tra insieme canonico e grand canonico è quello un insieme canonico descrive un sistema in equilibrio termico con un serbatoio di calore a una data temperatura, mentre un insieme grand canonico descrive un sistema in contatto sia con un serbatoio di calore che con un serbatoio di particelle.
