Tính ứng dụng của tập hợp chính tắc Tập hợp chính tắc

Tập hợp chính tắc là tập hợp các trạng thái mô tả các trạng thái có thể có của một hệ thống ở trạng thái cân bằng nhiệt với một bồn tắm nhiệt (nguồn gốc của thực tế này có thể được tìm thấy trong Gibbs).

Những cuốn kinh điển tập hợp được áp dụng cho những hệ thống có kích cỡ khác nhau; trong khi cần thiết để giả định rằng tấm nhiệt là rất lớn (i.e, có giới hạn vĩ mô), hệ thống có thể nhỏ hoặc lớn.

Các điều kiện mà hệ thống được cô lập cơ là cần thiết để đảm bảo nó không trao đổi năng lượng với bất kì đối tượng bên ngoài nào lên cạnh bồn tắm nhiệt. Nói chung, mong muốn áp dụng tập hợp quy tắc cho các hệ thống tiếp xúc trực tiếp với bồn tắm nhiệt, vì nó là sự tiếp xúc đảm bảo sự cân bằng. Trong các tình huống thực tế, việc sử dụng bộ quần thể canonical thường được chứng minh 1) bằng cách giả định rằng tiếp xúc là yếu cơ học, hoặc 2) bằng cách kết hợp một phần phù hợp của kết nối bồn tắm nhiệt vào hệ thống được phân tích, do đó ảnh hưởng cơ học của kết nối trên hệ thống được mô hình hóa trong hệ thống.

Khi tổng năng lượng là cố định nhưng trạng thái nội bộ của hệ thống là không rõ, mô tả thích hợp không phải là đoàn thể Canonical mà là đoàn thể Microcanonical. Đối với các hệ thống mà số hạt là biến (do tiếp xúc với một hồ chứa hạt, mô tả chính xác là Grand Canonical Ensemble. Trong sách giáo khoa Vật lí thống kê cho các hệ thông hạt tương tác, ba cụm được giả định là tương đương nhiệt động lực học: các dao động của các đại lượng vĩ mô xung quanh giá trị trung bình của chúng trở nên nhỏ và khi số lượng các hat có xu hướng vô cùng, chúng có xu hướng biến mất. Trong giới hạn sau, được gọi là giới hạn nhiệt động lực học, các ràng buộc trung bình có hiệu quả trở thành các ràng buộc cứng. Giả định về sự tương đương đoàn thể có từ thời Gibbs và đã được xác minh cho một số mô hình của hệ vật lí với tương tác tầm ngắn và chịu một số lượng nhỏ các ràng buộc vĩ mô. Mặc dù thực tế là nhiều sách giáo khoa vẫn truyền đạt thông điệp rằng sự tương đương tập thể giữ cho tất cả các hệ thống vật lí, trong những thập kỉ qua các ví dụ khác nhau của các hệ thống vật lí đã được tìm thấy mà sự phá vỡ sự tương đương tập hợp xảy ra.

Liên quan