Kľúčový rozdiel medzi kanonickým a veľkým kanonickým súborom je v tom, že kanonický súbor opisuje systém v tepelnej rovnováhe so zásobníkom tepla pri danej teplote, zatiaľ čo veľký kanonický súbor opisuje systém v kontakte s tepelným zásobníkom aj časticami nádrž.
Kanonický súbor možno opísať ako štatistický súbor predstavujúci možné stavy mechanického systému v tepelnej rovnováhe s tepelným kúpeľom pri pevnej teplote. Veľký kanonický súbor možno opísať ako možný stav mechanického systému častíc, ktoré sú v termodynamickej rovnováhe so zásobníkom.
Čo je Canonical Ensemble?
Kanonický súbor je štatistický súbor predstavujúci možné stavy mechanického systému v tepelnej rovnováhe s tepelným kúpeľom pri pevnej teplote. Systém je schopný vymieňať energiu s tepelným kúpeľom, vďaka čomu sa stavy systému môžu líšiť v celkovej energii.
Pri uvažovaní o hlavnej termodynamickej premennej kanonického súboru je to absolútna teplota vyjadrená „T“, ktorá môže určiť rozdelenie pravdepodobnosti stavov. Tento parameter závisí aj od mechanických premenných, vrátane počtu častíc v systéme, ktorý je reprezentovaný „N“a objemu systému daného „V“. Tieto parametre môžu ovplyvňovať charakter systému pomocou vnútorných stavov. Súbor s týmito tromi parametrami môžeme nazvať ako súbor NVT.
Okrem toho existuje ďalší parameter známy ako voľná energia, reprezentovaná „F“, ktorá je konštantou súboru. Avšak F a ďalšie pravdepodobnosti sa môžu meniť podľa výberu rôznych hodnôt N, V a T. F má dve dôležité úlohy a poskytuje normalizačný faktor pre rozdelenie pravdepodobnosti a mnohé dôležité priemery súboru možno priamo vypočítať z funkcie.
Čo je Grand Canonical Ensemble?
Veľký kanonický súbor je možný stav mechanického systému častíc, ktoré sú v termodynamickej rovnováhe so zásobníkom. V tomto stave možno systém opísať ako otvorený stav v tom zmysle, že systém si môže vymieňať energiu a častice so zásobníkom, čo vedie k rôznym možným stavom systému, ktoré sa môžu líšiť tak celkovou energiou, ako aj celkovým počtom častice. Okrem toho sa objem, tvar a ďalšie vonkajšie súradnice udržiavajú konštantné vo všetkých možných stavoch systému.
Okrem toho môžeme dať termodynamické premenné týkajúce sa veľkých kanonických súborov ako chemický potenciál daný µ a absolútnou teplotou. Okrem toho je tento súbor závislý od mechanických premenných, ako je objem, ktoré môžu ovplyvniť povahu vnútorného stavu systému. Veľký kanonický súbor môžeme nazvať ako súbor µVT.
Aký je rozdiel medzi Canonical a Grand Canonical Ensemble?
Kľúčový rozdiel medzi kanonickým a veľkým kanonickým súborom je v tom, že kanonický súbor opisuje systém v tepelnej rovnováhe so zásobníkom tepla pri danej teplote, zatiaľ čo veľký kanonický súbor opisuje systém, ktorý je v kontakte so zásobníkom tepla aj zásobník častíc.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi kanonickým a veľkým kanonickým súborom v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Canonical vs. Grand Canonical Ensemble
Kanonické a veľké kanonické súbory sú dôležité pojmy v termodynamike. Kľúčový rozdiel medzi kanonickým a veľkým kanonickým súborom je v tom, že kanonický súbor opisuje systém v tepelnej rovnováhe so zásobníkom tepla pri danej teplote, zatiaľ čo veľký kanonický súbor opisuje systém, ktorý je v kontakte so zásobníkom tepla aj zásobníkom častíc.
