Acabo de empezar a estudiar mecánica estadística y estoy haciendo una prueba de opción múltiple, pero estoy confundido acerca de una (bueno, dos) preguntas en particular. La principal es la siguiente:
"Un conjunto microcanónico de sistemas corresponde a una colección de sistemas:
Seleccione uno o más: (a) Todos con un macroestado diferente. (b) Todos con la misma energía. (c) En cada microestado diferente. (d) Todos con el mismo microestado".
Sé que, por definición, un conjunto microcanónico tiene una energía total constante , lo que me lleva a pensar que b es una respuesta, pero entonces la respuesta se referiría a la 'colección de sistemas que tienen todos la misma energía '. Si por colección se refiere a los microestados individuales, entonces no creo que esto sea cierto, ya que estoy bastante seguro de que no todos los microestados tienen la misma energía. Además, creo que c también es correcto ya que los microestados no son idénticos, pero realmente no sé qué significa 'en cada microestado diferente'. ¡Cualquier ayuda será apreciada!
Editar : Lo siento, olvidé incluir el otro del que también estaba un poco inseguro. Se trata de un sistema en contacto con un baño de calor, es decir, el conjunto canónico. La pregunta dice:
"Un sistema en contacto con un baño de calor tiene: (a) La misma temperatura que el baño de calor. (b) Una energía interna media constante. (c) La misma energía que el baño de calor. (d) Una energía interna constante fija. energía."
Sé que (a) es definitivamente una de las respuestas, y estoy seguro de que (c) no puede ser una respuesta porque en Wikipedia dice que 'El sistema puede intercambiar energía con el baño de calor, de modo que los estados del sistema diferirá en energía total.' lo que significa que el sistema seguramente no puede tener la misma energía que el baño de calor. Entonces eso deja (b) o (d). Mis notas dicen que en el caso de un conjunto canónico 'ahora deberíamos hablar de una energía promedio en vez de ' así que de acuerdo con eso debería ser (b) pero estoy luchando por distinguir entre b y d realmente.
El problema de las preguntas de opción múltiple es que no te dan la oportunidad de demostrar tus conocimientos diciendo cosas como “bueno, la número 4 es verdadera si por bla entendemos bla…”.
La mejor manera de definir microcanónico es discutir el concepto de conjunto en esta área de la física y contrastarlo con canónico. Tal discusión probablemente incluiría que (b) está bien pero no toda la verdad, y (c) está bien con algunas condiciones fuertes sobre el uso del término "cada". Realmente no puede significar "todos", incluidos todos aquellos microestados en los que el sistema tiene más energía interna que todo el universo observable, por ejemplo. Podría ser "cada microestado con la energía total, el volumen y el número de partículas dados".
Ahora consideremos canónico. Solo para descartar (c) con seguridad, tome el caso donde el sistema es una taza de agua y el baño es el océano pacífico. El uno tiene una energía de unos cien kilojulios (en comparación con su energía en el cero absoluto), mientras que el océano Pacífico tiene una energía miles de millones de veces mayor. ¡Así que no, creo, igual!
(b) y (d) se refieren a las fluctuaciones. Cuando está en contacto térmico con un yacimiento, la energía interna del sistema fluctúa un poco, por lo que no es constante en el tiempo, pero su valor promedio es constante (si consideramos que el volumen, la temperatura y el número de partículas no están cambiando). Para ser precisos sobre esto, se hace la hipótesis de que el promedio de tiempo para uno de esos sistemas es igual al promedio, en cualquier momento dado, sobre un conjunto de tales sistemas.
usuario328183
usuario328183
Sagigever
Andrés Steane