TAILIEUCHUNG - Introduction to Thermodynamics and Statistical Physics phần 4

Trong chương này, chúng ta nghiên cứu một số đặc tính cơ bản của khí lý tưởng của các hạt lớn giống hệt nhau. Chúng tôi bắt đầu bằng cách xem xét một hạt duy nhất trong một hộp. Sau đó chúng tôi thảo luận về các tính chất thống kê của một quần thể của các hạt giống hệt nhau không thể phân biệt và giới thiệu các khái niệm về Fermion và boson. | 2. Ideal Gas In this chapter we study some basic properties of ideal gas of massive identical particles. We start by considering a single particle in a box. We then discuss the statistical properties of an ensemble of identical indistinguishable particles and introduce the concepts of Fermions and Bosons. In the rest of this chapter we mainly focus on the classical limit. For this case we derive expressions for the pressure heat capacity energy and entropy and discuss how internal degrees of freedom may modify these results. In the last part of this chapter we discuss an example of an heat engine based on ideal gas Carnot heat engine . We show that the efficiency of such a heat engine which employs a reversible process obtains the largest possible value that is allowed by the second law of thermodynamics. A Particle in a Box Consider a particle having mass M in a box. For simplicity the box is assumed to have a cube shape with a volume V L3. The corresponding potential energy is given by V 2 J 00 x y z L. V X y z -ỵ TO else The quantum eigenstates and eigenenergies are determined by requiring that the wavefunction x y z satisfies the Schrodinger equation -Ê s d2 V 2M ox2 dy2 dz 2 J In addition we require that the wavefunction vanishes on the surfaces of the box. The normalized solutions are given by K z x y z If2 sin sin M sin 2. LJ L L L where nx ny nz 1 2 3 Chapter 2. Ideal Gas The corresponding eigenenergies are given by e n n 7-77 ni n2 n2 n2 . nx ny nz 2M L V x y z For simplicity we consider the case where the particle doesn t have any internal degree of freedom such as spin . Later we will release this assumption and generalize the results for particles having internal degrees of freedom. The partition function is given by Z1 tt tt tt Ev i n. ny nz X Xexp i nx 1 ny 1 nz 1 tt tt tt X X X exo 0 n2 n2 n2 J J exp a nx ny nz J J nx 1 ny 1 nz 1 where 2 2n2 a 2ML2T The following relation can be employed to estimate the .

TỪ KHÓA LIÊN QUAN
TÀI LIỆU MỚI ĐĂNG
TAILIEUCHUNG - Chia sẻ tài liệu không giới hạn
Địa chỉ : 444 Hoang Hoa Tham, Hanoi, Viet Nam
Website : tailieuchung.com
Email : tailieuchung20@gmail.com
Tailieuchung.com là thư viện tài liệu trực tuyến, nơi chia sẽ trao đổi hàng triệu tài liệu như luận văn đồ án, sách, giáo trình, đề thi.
Chúng tôi không chịu trách nhiệm liên quan đến các vấn đề bản quyền nội dung tài liệu được thành viên tự nguyện đăng tải lên, nếu phát hiện thấy tài liệu xấu hoặc tài liệu có bản quyền xin hãy email cho chúng tôi.
Đã phát hiện trình chặn quảng cáo AdBlock
Trang web này phụ thuộc vào doanh thu từ số lần hiển thị quảng cáo để tồn tại. Vui lòng tắt trình chặn quảng cáo của bạn hoặc tạm dừng tính năng chặn quảng cáo cho trang web này.