Kluczowa różnica między mikrostanem a makrostanem polega na tym, że mikrostan odnosi się do mikroskopowej konfiguracji układu termodynamicznego, podczas gdy makrostan odnosi się do makroskopowych właściwości układu termodynamicznego.
Mikrostan i makrostan to dwie formy pojęć chemicznych stosowanych w układach termodynamicznych. Mikrostan układu termodynamicznego opisuje mikroskopowe właściwości układu, podczas gdy makrostan opisuje właściwości makroskopowe. Ogólnie właściwości makrostanu są uśredniane dla wielu mikrostanów.
Co to jest Microstate?
Mikrostat to termin opisujący mikroskopijne właściwości układu termodynamicznego. W klasycznej termodynamice opisuje, że układy termodynamiczne są układami makroskopowymi zawierającymi właściwości makroskopowe. Jednak wszystkie te systemy termodynamiczne składają się z atomów; dlatego bardzo ważne jest, aby zrozumieć również mikrostan układu, który określa stan kwantowy wszystkich atomów w układzie.
Rysunek 01: System termodynamiczny
Na przykład zmiany w mikrostanie mogą być tak małe, jak 1035 razy niż w makrostanie, ale nadal występują zmiany w tej skali, które mogą nie mieć wpływu na makrostan. Pojedynczy makrostan zawiera bardzo dużą liczbę mikrostanów. Dlatego jeden makrostan może zawierać kilka różnych mikrostanów. Innymi słowy, możemy przewidzieć zmiany makrostanu układu termodynamicznego poprzez uśrednienie zmian mikrostanów.
Co to jest makrostan?
Makrostat to termin opisujący makroskopowe właściwości układu termodynamicznego. Najczęściej mierzone właściwości makroskopowe to temperatura, ciśnienie, objętość i gęstość. Makrostan jest zdecydowanie większy niż mikrostan. Jak opisano powyżej, niektóre niewielkie zmiany, które są dużymi zmianami w mikrostanie, mogą nie mieć znaczącej zmiany w makrostanie ze względu na tę różnicę wielkości. Dlatego makrostany dają przybliżony pomiar układu termodynamicznego, zamiast kompletnych szczegółów z niewielkimi wahaniami.
Rysunek 01: Związek między mikrostanem a makrostanem przy dwukrotnym rzuceniu monetą
Rysunek 1 pokazuje zależność między mikrostanem a makrostanem w odniesieniu do procesu dwukrotnego rzucania monetą. H odnosi się do „głowy”, a „T” odnosi się do ogona monety. Wszystkie mikrostany są jednakowo prawdopodobne, ale makrostan (H, T) jest dwukrotnie bardziej prawdopodobny niż makrostany (H, H) i (T, T).
Jaka jest różnica między mikrostanem a makrostanem?
Mikrostan i makrostan to dwie formy pojęć chemicznych stosowanych w układach termodynamicznych. Kluczową różnicą między mikrostanem a makrostanem jest to, że termin mikrostan odnosi się do mikroskopowej konfiguracji układu termodynamicznego, podczas gdy makrostan odnosi się do makroskopowych właściwości układu termodynamicznego.
Ponadto możemy przewidzieć zmiany makrostanu układu termodynamicznego poprzez uśrednienie zmian mikrostanów. Na przykład zmiany w mikrostanie mogą być tak małe, jak 1035 razy niż w przypadku makrostanu, ale nadal występują zmiany w tej skali, które mogą nie mieć wpływu na makrostan.
Poniższa tabela podsumowuje różnicę między stanem mikro i makrostanem.
Podsumowanie – Mikrostan kontra Makrostan
Mikrostan i makrostan to dwie formy pojęć chemicznych stosowanych w układach termodynamicznych. Kluczową różnicą między mikrostanem a makrostanem jest to, że termin mikrostan odnosi się do mikroskopowej konfiguracji układu termodynamicznego, podczas gdy makrostan odnosi się do makroskopowych właściwości układu termodynamicznego.
