Ključna razlika između kanonskog i velikog kanonskog ansambla je ta što kanonski ansambl opisuje sistem u termalnoj ravnoteži sa rezervoarom toplote na datoj temperaturi, dok veliki kanonski ansambl opisuje sistem u kontaktu i sa rezervoarom toplote i sa česticom rezervoar.
Kanonički ansambl se može opisati kao statistički ansambl koji predstavlja moguća stanja mehaničkog sistema u termalnoj ravnoteži sa toplotnom kupkom na fiksnoj temperaturi. Veliki kanonski ansambl se može opisati kao moguće stanje mehaničkog sistema čestica koje su u termodinamičkoj ravnoteži sa rezervoarom.
Šta je Canonical Ensemble?
Kanonički ansambl je statistički ansambl koji predstavlja moguća stanja mehaničkog sistema u termalnoj ravnoteži sa toplotnom kupkom na fiksnoj temperaturi. Sistem je u stanju da razmenjuje energiju sa toplotnom kupkom, što može učiniti da se stanja sistema razlikuju u ukupnoj energiji.
Kada se uzme u obzir glavna termodinamička varijabla kanonskog ansambla, apsolutna temperatura izražena sa “T,” može odrediti distribuciju vjerovatnoća stanja. Ovaj parametar takođe zavisi od mehaničkih varijabli, uključujući broj čestica u sistemu koji je predstavljen sa „N“i zapreminu sistema datu sa „V“. Ovi parametri mogu uticati na prirodu sistema pomoću unutrašnjih stanja. Ansambl sa ova tri parametra možemo nazvati NVT ansamblom.
Štaviše, postoji još jedan parametar poznat kao slobodna energija, predstavljen sa “F”, što je konstanta za ansambl. Međutim, F i druge vjerovatnoće mogu varirati u zavisnosti od odabira različitih vrijednosti N, V i T. Postoje dvije važne uloge F, i on daje faktor normalizacije za distribuciju vjerovatnoće, a mnogi važni prosjeki ansambla mogu se direktno izračunati iz funkcije.
Šta je Grand Canonical Ensemble?
Veliki kanonski ansambl je moguće stanje mehaničkog sistema čestica koje su u termodinamičkoj ravnoteži sa rezervoarom. U ovom stanju, sistem se može opisati kao otvoreno stanje u smislu da sistem može da razmenjuje energiju i čestice sa rezervoarom, što dovodi do različitih mogućih stanja sistema koja se mogu razlikovati i po ukupnoj energiji i po ukupnom broju čestice. Štaviše, volumen, oblik i druge vanjske koordinate održavaju se konstantnim u svim mogućim stanjima sistema.
Dalje, možemo dati termodinamičke varijable u vezi sa velikim kanonskim ansamblima kao hemijski potencijal dat sa µ i apsolutnom temperaturom. Pored toga, ovaj ansambl zavisi od mehaničkih varijabli kao što je zapremina koja može uticati na prirodu unutrašnjeg stanja sistema. Veliki kanonski ansambl možemo nazvati kao µVT ansambl.
Koja je razlika između Canonical i Grand Canonical Ensemble?
Ključna razlika između kanonskog i velikog kanonskog ansambla je u tome što kanonski ansambl opisuje sistem u termalnoj ravnoteži sa rezervoarom toplote na datoj temperaturi, dok veliki kanonski ansambl opisuje sistem u kontaktu i sa rezervoarom toplote i sa rezervoar za čestice.
Infografika ispod predstavlja razlike između kanonskog i velikog kanonskog ansambla u tabelarnom obliku za usporedbu.
Sažetak – Canonical vs Grand Canonical Ensemble
Kanonski i veliki kanonski ansambli važni su pojmovi u termodinamici. Ključna razlika između kanonskog i velikog kanonskog ansambla je u tome što kanonski ansambl opisuje sistem u termalnoj ravnoteži sa rezervoarom toplote na datoj temperaturi, dok veliki kanonski ansambl opisuje sistem u kontaktu i sa rezervoarom toplote i sa rezervoarom čestica.
