Het belangrijkste verschil tussen microstate en macrostate is dat microstate verwijst naar de microscopische configuratie van een thermodynamisch systeem, terwijl macrostate verwijst naar de macroscopische eigenschappen van een thermodynamisch systeem.
Microstaat en macrostaat zijn twee vormen van chemische concepten die worden gebruikt met betrekking tot thermodynamische systemen. Microstate van een thermodynamisch systeem beschrijft de microscopische eigenschappen van het systeem, terwijl macrostate de macroscopische eigenschappen beschrijft. Over het algemeen worden de eigenschappen van macrotoestanden gemiddeld over veel microtoestanden.
Wat is microstaat?
Microstaat is een term die de microscopische eigenschappen van een thermodynamisch systeem beschrijft. In de klassieke thermodynamica beschrijft het dat thermodynamische systemen macroscopische systemen zijn die macroscopische eigenschappen bevatten. Al deze thermodynamische systemen bestaan echter uit atomen; daarom is het erg belangrijk om ook de microtoestand van het systeem te begrijpen, die de kwantumtoestand van alle atomen in het systeem specificeert.
Figuur 01: Een thermodynamisch systeem
De veranderingen in de microtoestand kunnen bijvoorbeeld zo klein zijn als 1035 keer dan in een macrotoestand, maar er zijn nog steeds veranderingen in deze schaal die mogelijk geen effect hebben op de macrostaat. Een enkele macrotoestand bevat een zeer groot aantal microtoestanden. Daarom kan een macrostaat meerdere verschillende microstaten bevatten. Met andere woorden, we kunnen de veranderingen in de macrotoestand van het thermodynamische systeem voorspellen door de veranderingen van microtoestanden te middelen.
Wat is Macrostate?
Macrostaat is de term die de macroscopische eigenschappen van een thermodynamisch systeem beschrijft. De meest algemeen gemeten macroscopische eigenschappen zijn temperatuur, druk, volume en dichtheid. Een macrostaat is beslist groter dan een microstaat. Zoals hierboven beschreven, kunnen enkele kleine veranderingen, die grote veranderingen in de microtoestand zijn, vanwege dit verschil in grootte mogelijk geen aanzienlijke verandering in de macrotoestand hebben. Daarom geven macrostaten een ruwe meting van het thermodynamische systeem, in plaats van volledige details met kleine fluctuaties.
Figuur 01: Relatie tussen microstaat en macrostaat bij het twee keer opgooien van een muntstuk
Figuur 1 geeft de relatie weer tussen microstaat en macrostaat met betrekking tot het proces van het tweemaal opgooien van een munt. H verwijst naar de "kop" en "T" verwijst naar de staart van de munt. Alle microtoestanden zijn even waarschijnlijk, maar macrotoestanden (H, T) zijn twee keer zo waarschijnlijk als macrotoestanden (H, H) en (T, T).
Wat is het verschil tussen microstaat en macrostaat?
Microstaat en macrostaat zijn twee vormen van chemische concepten die worden gebruikt met betrekking tot thermodynamische systemen. Het belangrijkste verschil tussen microstate en macrostate is dat de term microstate verwijst naar de microscopische configuratie van een thermodynamisch systeem, terwijl macrostate verwijst naar de macroscopische eigenschappen van een thermodynamisch systeem.
Bovendien kunnen we de veranderingen in de macrotoestand van het thermodynamische systeem voorspellen door de veranderingen van microtoestanden te middelen. De veranderingen in de microtoestand kunnen bijvoorbeeld zo klein zijn als 1035 keer dan in een macrotoestand, maar er zijn nog steeds veranderingen in deze schaal die mogelijk geen effect hebben op de macrotoestand.
De volgende tabel vat het verschil tussen microstaat en macrostaat samen.
Samenvatting – Microstaat versus macrostaat
Microstaat en macrostaat zijn twee vormen van chemische concepten die worden gebruikt met betrekking tot thermodynamische systemen. Het belangrijkste verschil tussen microstate en macrostate is dat de term microstate verwijst naar de microscopische configuratie van een thermodynamisch systeem, terwijl macrostate verwijst naar de macroscopische eigenschappen van een thermodynamisch systeem.
