Nøkkelforskjellen mellom kanonisk og grand canonical ensemble er at kanonisk ensemble beskriver et system i termisk likevekt med et varmereservoar ved en gitt temperatur, mens grand canonical ensemble beskriver et system i kontakt med både et varmereservoar og en partikkel reservoar.
Canonical ensemble kan beskrives som det statistiske ensemblet som representerer et mekanisk systems mulige tilstander i termisk likevekt med et varmebad ved en fast temperatur. Grand canonical ensemble kan beskrives som den mulige tilstanden til et mekanisk system av partikler som er i termodynamisk likevekt med et reservoar.
Hva er Canonical Ensemble?
Canonical ensemble er det statistiske ensemblet som representerer et mekanisk systems mulige tilstander i termisk likevekt med et varmebad ved en fast temperatur. Systemet er i stand til å utveksle energi med varmebadet, noe som kan gjøre at systemets tilstander varierer i total energi.
Når man vurderer den viktigste termodynamiske variabelen til det kanoniske ensemblet, er det den absolutte temperaturen uttrykt ved "T", som kan bestemme sannsynlighetsfordelingen til tilstander. Denne parameteren avhenger også av mekaniske variabler, inkludert antall partikler i systemet som er representert av "N" og volumet til systemet gitt av "V." Disse parameterne kan påvirke systemets natur ved hjelp av interne tilstander. Vi kan kalle ensemblet med disse tre parameterne som NVT-ensemble.
Dessuten er det en annen parameter kjent som den frie energien, representert ved "F", som er en konstant for ensemblet. Imidlertid kan F og andre sannsynligheter variere ved valg av forskjellige N-, V- og T-verdier. Det er to viktige roller til F, og det gir en normaliseringsfaktor for sannsynlighetsfordelingen, og mange viktige ensemblegjennomsnitt kan beregnes direkte fra funksjonen.
Hva er Grand Canonical Ensemble?
Grand canonical ensemble er den mulige tilstanden til et mekanisk system av partikler som er i termodynamisk likevekt med et reservoar. I denne tilstanden kan systemet beskrives som en åpen tilstand i den forstand at systemet kan utveksle energi og partikler med et reservoar, noe som fører til ulike mulige tilstander i systemet som kan variere både i total energi og tot alt antall partikler. Dessuten holdes volumet, formen og andre eksterne koordinater konstant i alle mulige tilstander i systemet.
Videre kan vi gi de termodynamiske variablene angående de store kanoniske ensemblene som kjemisk potensial gitt av µ og absolutt temperatur. I tillegg er dette ensemblet avhengig av mekaniske variabler som volum som kan påvirke naturen til systemets interne tilstand. Vi kan kalle det store kanoniske ensemblet som µVT-ensemble.
Hva er forskjellen mellom kanonisk og storkanonisk ensemble?
Nøkkelforskjellen mellom kanonisk og grand canonical ensemble er at et kanonisk ensemble beskriver et system i termisk likevekt med et varmereservoar ved en gitt temperatur, mens et grand canonical ensemble beskriver et system i kontakt med både et varmereservoar og et partikkelreservoar.
Infografikken nedenfor presenterer forskjellene mellom kanonisk og grand canonical ensemble i tabellform for side ved side sammenligning.
Sammendrag – Canonical vs Grand Canonical Ensemble
Kanoniske og store kanoniske ensembler er viktige termer innen termodynamikk. Den viktigste forskjellen mellom kanonisk og grand canonical ensemble er at et kanonisk ensemble beskriver et system i termisk likevekt med et varmereservoar ved en gitt temperatur, mens et grand canonical ensemble beskriver et system i kontakt med både et varmereservoar og et partikkelreservoar.
