Keadaan mikro (mekanika statistika): Perbedaan antara revisi

{{Refimprove | date = DesemberDecember 2008}}

Pada [[mekanika Statistikstatistika]], sebuah'''keadaan 'microstatemikro''' adalah konfigurasi mikroskopik tertentuyang spesifik dari [[sistem [termodinamika]] bahwayang sistem dapatmampu menempati dengan probabilitas tertentusebuah dalamkemungkinan perjalananselama nyaterjadi [[fluktuasi termal.]]. Sebaliknya, 'macrostate''keadaan makro''' yangdari sistem mengacu padamenunjukkan sifat makroskopikmikroskopiknya, seperti yang [[temperatur]] dan [[tekanan]] .<ref> [. Httphttp://khanexercises.appspot.com/video ?v = 5EU-y1VF7g4 Macrostates danand Microstates?] </ref>

MacrostateKeadaan Sebuahmakro ditandaidapat ditunjukkan dengan [[distribusidistibusi probabilitas]] dari keadaan yangtertentu mungkin melintasi tertentumenggunakan [[statistikEnsembel ensemblestatistika (fisika matematika fisika) |ensembel statistik ensemblestatistika]] dari semua microstateskeadaan mikronya. Distribusi ini menjelaskan tentang [[probabilitas []] untuk menemukan sistem dalam microstatekeadaan mikro tertentu. DalamPada [[batas [termodinamika]], yangkeadaan microstatesmikro dikunjungiyang olehdijumpai pada sistem makroskopik selama terjadi fluktuasi semuaakan memiliki sifat-sifat makroskopik yang sama.

Mekanika statistikstatistika menghubungkan sifat termodinamikaempirik empirisdari sistem untuktermodinamika dengan distribusi statistikstatistika dari sebuahensembel ensemblekeadaan dari microstatesmikro. Semua sifat dari sistem termodinamika yang makroskopik sistem dapat dihitungditentukan dari fungsi partisi yang merangkumdapat menjumlahkan energi dari semua microstateskeadaan nyamikronya.

Setiap saat sistemSistem didistribusikan diensembel sebuahdari ensemble dari'' N'' microstates,keadaan mikro yang masing-masing dilambangkan dengan'' i'', dan memilikiprobabilitasnya probabilitasdilambangkan dengan pendudukan'' p ''<sub> i'' </ sub> energi, dan energi <math> E_i </ math>. IniSemua keadaan mikro microstatesini membentuk satusuatu set yang bersifat diskrit seperti yang didefinisikan oleh [[kuantum mekanika statistikstatistika kuantum]], dan <math> E_i </ math> adalah [[tingkatlevel energi]] dari sistem.

===Energi Internal energi Dalam===

Energi internaldalam adalah energimerupakan [[berartirata-rata]] dari energi sistem

: <math> U = \ langle E \ rangle = \ sum_ {i = 1} ^ N p_i \, E_i \ .</ math>.

Ini adalah pernyataan mikroskopismikroskopik dari [[hukum [pertama termodinamika.]].

Entropi === Entropi===

Yang absolutBesarnya [[entropiEntropi]] secara eksklusif tergantung pada probabilitas darikeadaan microstatesmikro dan didefinisikan sebagai berikut :

: <math> S = -k_B \, \ sum_i p_i \ ln \, p_i, </ math>

manadengan <math> k_B </ math> adalah [[konstantaKonstanta Boltzmann.]].

Entropi diformulasikan olehdari [[hukum [kedua termodinamika.]] Para. [[hukumHukum ketiga termodinamika]] pun konsisten dengan definisi ini, karena entropi nol berarti entropi bahwa macrostatekeadaan makro dari sistem mengurangiberkurang menjadi kekeadaan microstatemikro tunggal.

[[PanasKalor]] adalah transferperpindahan energi yang berkaitanterkait dengan tindakanketidakteraturan, teraturperilaku mikroskopismikrosopik pada sistem, yangterkait dengan is the energy transfer associated with a disordered, microscopic action on the system, terkait dengan melompatlompatan di [[tingkatlevel energi]] sdari sistem.

[[Kerja (termodinamika) | Kerja]] adalah transferperpindahan energi yang berkaitanterkait dengan efek dariketeraturan suatudan tindakan, memerintahkanperilaku makroskopik pada sistem. JikaBila tindakanperilaku ini bertindakberjalan sangat lambat, maka [[Teoremateorema Adiabatik]] menunjukkanmenyatakan bahwa inilompatan tidaklevel akanenergi menyebabkanyang lonjakandimiliki tingkatsistem energitidak dariakan sistemterjadi. Energi internaldalam sistem hanya dapatakan berubah karena perubahan energi daridalam tingkatlevel energi sistem.

Definisi mikroskopismikroskopik panasdari kalor dan kerja adalah sebagai berikut :

: <math> \ Deltadelta W = \ sum_ {i = 1} ^ N p_i \, dE_i </ math>

: <math> \delta Delta TQ = \ sum_ {i = 1} ^ N E_i \, dp_i </ math>

: <math> ~ DudU = \ delta W + \ delta TQ. </ math>

KeduaDua definisi di atas panaskalor dan kerja antaradi atas adalah ekspresi beberapakecil dari [[statistikmekanika mekanikastatistika]] di manadimana jumlah yang sesuai dengan kasus kuantum tidak dapatbisa diubah menjadi [[integral]] dalam batas yang klasik dari [[microstatekeadaan mikro kontinumkontinuum]] . Alasannya adalah bahwakeadaan microstatesmikro yang klasik biasanya tidak didefinisikan dalam hubungannyahubungan dengan keadaan mikro kuantum terkaityang secara tepat microstateterkait, yang berarti bahwa ketika bekerjakerja mengubah energi yang berkaitanterkait dengan tingkatlevel energi dari sistem, energi microstatesdari keadaan mikro yang klasik tidak mengikuti perubahan ini.

* [[QuantumMekanika statistikstatistika mekanikakuantum]]

* [[ErgodicHipotesis hipotesisErgodic]]

* [[TahapPhase spasispace]]

== Referensi ==

* [Httphttp://theory.ph.man.ac.uk/ ~ judith/stat_therm/node57.html BeberapaSome ilustrasiillustrations dariof microstates vs. macrostates]