Kanonisk ensemble

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
fysikkstubbDenne fysikkrelaterte artikkelen er dessverre kort eller mangelfull, og du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den.

Det kanoniske ensemblet i fysikken er et statistisk ensemble som beskriver et delvis åpent system, med konstant temperatur og volum, som kan utveksle energi med omgivelsene. Dette systemet beskrives av den kanoniske partisjonsfunksjonen

Z(T,V)=\sum_r\exp(-E_r/k_bT) \,

hvor T er temperatur, kb er Boltzmanns konstant og summen er over alle energiegentilstander r, E_r er den tilsvarende energiegenverdien. Disse energiegenverdiene vil være avhengig av volumet, og partisjonsfunksjonen er således en funksjon av temperaturen T og volumet V. Tilhørende termodynamisk potensial er Helmholtz' frie energi gjennom

F=-k_bT~\ln Z \,

hvor F er en funksjon av indre energi E, temperatur T og entropi S ved

F=E-TS \,

En alternativ form på den kanoniske partisjonsfunsjonen er følgelig

Z=\exp(-F/k_bT) \,

Hvis man kjenner partisjonsfunksjonen kan man dermed ut fra dette og standard termodynamiske relasjoner utlede alle termodynamiske størrelser.

Se også[rediger | rediger kilde]