Het belangrijkste verschil tussen canoniek en groots canoniek ensemble is dat canoniek ensemble een systeem beschrijft in thermisch evenwicht met een warmtereservoir bij een bepaalde temperatuur, terwijl groots canoniek ensemble een systeem beschrijft dat in contact staat met zowel een warmtereservoir als een deeltje reservoir.
Canoniek ensemble kan worden omschreven als het statistische ensemble dat de mogelijke toestanden van een mechanisch systeem in thermisch evenwicht met een warmtebad op een vaste temperatuur weergeeft. Groots canoniek ensemble kan worden omschreven als de mogelijke toestand van een mechanisch systeem van deeltjes die in thermodynamisch evenwicht zijn met een reservoir.
Wat is Canonical Ensemble?
Canoniek ensemble is het statistische ensemble dat de mogelijke toestanden van een mechanisch systeem in thermisch evenwicht met een warmtebad op een vaste temperatuur weergeeft. Het systeem kan energie uitwisselen met het warmtebad, waardoor de toestanden van het systeem kunnen verschillen in totale energie.
Bij het beschouwen van de belangrijkste thermodynamische variabele van het canonieke ensemble, is het de absolute temperatuur uitgedrukt door "T", die de kansverdeling van toestanden kan bepalen. Deze parameter hangt ook af van mechanische variabelen, waaronder het aantal deeltjes in het systeem dat wordt weergegeven door "N" en het volume van het systeem dat wordt gegeven door "V". Deze parameters kunnen de aard van het systeem beïnvloeden door middel van interne toestanden. We kunnen het ensemble met deze drie parameters noemen als NVT-ensemble.
Bovendien is er nog een parameter die bekend staat als de vrije energie, weergegeven door "F", wat een constante is voor het ensemble. F en andere kansen kunnen echter variëren bij de selectie van verschillende N-, V- en T-waarden. Er zijn twee belangrijke rollen van F, en het biedt een normalisatiefactor voor de kansverdeling, en veel belangrijke ensemblegemiddelden kunnen direct worden berekend uit de functie.
Wat is Grand Canonical Ensemble?
Groot canoniek ensemble is de mogelijke toestand van een mechanisch systeem van deeltjes die in thermodynamisch evenwicht zijn met een reservoir. In deze toestand kan het systeem worden omschreven als een open toestand in de zin dat het systeem energie en deeltjes kan uitwisselen met een reservoir, wat leidt tot verschillende mogelijke toestanden van het systeem die kunnen verschillen in zowel de totale energie als het totale aantal deeltjes. Bovendien worden het volume, de vorm en andere externe coördinaten constant gehouden in alle mogelijke toestanden van het systeem.
Verder kunnen we de thermodynamische variabelen met betrekking tot de grote canonieke ensembles geven als chemische potentiaal gegeven door µ en absolute temperatuur. Bovendien is dit ensemble afhankelijk van mechanische variabelen zoals volume die de aard van de interne toestand van het systeem kunnen beïnvloeden. We kunnen het grootse canonieke ensemble µVT-ensemble noemen.
Wat is het verschil tussen Canonical en Grand Canonical Ensemble?
Het belangrijkste verschil tussen canoniek en groots canoniek ensemble is dat een canoniek ensemble een systeem beschrijft in thermisch evenwicht met een warmtereservoir bij een bepaalde temperatuur, terwijl een groots canoniek ensemble een systeem beschrijft dat in contact staat met zowel een warmtereservoir als een deeltjesreservoir.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen canoniek en groots canoniek ensemble in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Canonical vs Grand Canonical Ensemble
Canonieke en grootse canonieke ensembles zijn belangrijke termen in de thermodynamica. Het belangrijkste verschil tussen canoniek en groots canoniek ensemble is dat een canoniek ensemble een systeem beschrijft in thermisch evenwicht met een warmtereservoir bij een bepaalde temperatuur, terwijl een groots canoniek ensemble een systeem beschrijft dat in contact staat met zowel een warmtereservoir als een deeltjesreservoir.
