Fizyka matematyczna/Fizyka statystyczna/Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej

Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.

Zespoły statystyczne w fizyce statystycznej klasycznej są to zespoły, które opisują pewne układy, w których można policzyć prawdopodobieństwo(gęstość prawdopodobieństwa w przypadku ciągłym)w zależności od energii, liczby cząstek, objętości. Na podstawie tychże zespołów kanonicznych możemy policzyć ich wartości średnie. Znając sumę statystyczną możemy policzyć również tym sposobem wynikających z definicji ich wartości średnich. Znając sumę statystyczną możemy policzyć energię swobodną i ewentualnie inne potencjały termodynamiczne. Przy pomocy energii swobodnej możemy policzyć ciśnienie i znając średnią liczbę cząstek dla wielkiego zespołu kanonicznego lub liczbę cząstek dla zespołu kanonicznego możemy wyznaczyć równanie stanu. Gdy nie uwzględniamy oddziaływania między atomami w gazie niezależnie jaki zespół wybierzemy, to dochodzimy do podobnych równań stanu. Jedyną różnicą jest, że równania stanu(wielki zespół kanoniczny) średnia liczba cząstek(układ otwarty) zamiast ich dokładnych(układ zamknięty). Dojdziemy do wniosku że w układzie kanonicznym równanie stanu gazu doskonałego jest uderzająco podobne do układu opisującego zespół mikrokanoniczny. Jedyną różnicą, że pierwszy posiada raz na zawsze ustaloną energię wewnętrzną w układzie, która nie jest wymieniana między układem a otoczeniem. A układy opisywane przez zespół kanoniczny jest taka owa wymiana, tylko ten zespół posiada stałą zależną od ilości cząstek średnią energię zwana energię wewnętrzną układu. Jak wspomnieliśmy powyżej układy dzielimy na izolowane(nie jest wymiana energia i liczba czastek między układem a otoczeniem), zamknięte(jest tylko wymieniana energia między układem a otoczeniem), otwarte(występują tu oba rodzaje wymiany, tzn. energii i liczby cząstek). Pierwszy z nich opisuje zespół Zespół mikrokanoniczny, drugi-Zespół kanoniczny, trzeci-Wielki zespół kanoniczny). Jak widzimy każdy wyższy stopień zaawansowania opisuje coraz bardziej zaawansowana suma statystyczna opisująca zaawansowanie układu, które opisują, uwzględniające kolejne cechy układów opisujące przez odpowiednie zespoły.