Physical Chemistry IV The Ensemble

Slides:



Advertisements
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
John Rawls  John Rawls is the most famous American social contract theorist argued that “Justice is fairness” He Thought human natural have a appropriate.
Advertisements

“ The Four Principles of Spirituality ”
THE PARTS OF A FLOWERING PLANT AND THEIR FUNTION.
Texture การประมวลผลภาพแบบดิจิตอล Ian Thomas
จำนวน สถานะ NUMBER OF STATES. ประเด็นที่ สนใจ The number of distinct states the finite state machine needs in order to recognize a language is related.
Phase equilibria The thermodynamics of transition
ตัวเก็บประจุและความจุไฟฟ้า
Physical Chemistry III Introduction
อาจารย์ มธ. อธิบายการใช้ โมเดลของ
ระบบการจัดเก็บในคลังสินค้า
ฟังก์ชัน(Function).
Color Standards A pixel color is represented as a point in 3-D space. Axis may be labeled as independent colors such as R, G, B or may use other independent.
ออโตมาตาจำกัด FINITE AUTOMATA
REGULAR EXPRESSION การบรรยายแบบสม่ำเสมอ
กลศาสตร์ควอนตัมมี postulates 5 ข้อ คือ
Quick Review about Probability and
8/3/2014The Realities of software Testing1 Software testing Realities What is the realities of software testing Why does the software testing not complete.
Merchant Marine Training Centre วิชาการเป็นเลิศ เชิดชู คุณธรรม ผู้นำ.
การสร้าง WebPage ด้วย Java Script Wachirawut Thamviset.
Chapter 3 Simple Supervised learning
Physical Chemistry IV The Ensemble
In-Class Exercises Discrete Mathematics
Mathematical Model of Physical Systems. Mechanical, electrical, thermal, hydraulic, economic, biological, etc, systems, may be characterized by differential.
ว เคมีพื้นฐาน พันธะเคมี
Physical Chemistry III Introduction
ว เคมีพื้นฐาน พันธะเคมี
การทดลองที่ 5 ปฏิบัติการเคมีทั่วไป I
ANSI/ASQ Z1.4 Acceptance Sampling Plans
Electronics for Analytical Instrument
ปริมาณสัมพันธ์ ผู้สอน อ. ศราวุทธ แสงอุไร Composition Stoichiometry ว ปริมาณสัมพันธ์ สถานะของ สาร และเคมีไฟฟ้า นายศราวุทธ แสงอุไร ครูวิชาการสาขาเคมี
ครูวิชาการสาขาเคมี โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
ภาษาอังกฤษ ชั้นมัธยมศึกษาปึที่ 4 Grammar & Reading ครูรุจิรา ทับศรีนวล.
TEST FOR 3RD GRADERS IN THAILAND: COMPARATIVE STUDY Pimlak Moonpo Valaya Alongkorn Rajabhat University under the Patronage Assoc. Prof. Dr. Maitree Inprasitha.
Page : Stability and Statdy-State Error Chapter 3 Design of Discrete-Time control systems Stability and Steady-State Error.
Gas-Geothermal Combined Heat Exchanger for Gas Heating
งานเดี่ยว สรุปเนื้อหาของวิชา (เนื้อหา 3 บทแรก)
Chapter 8: Single-Area OSPF
Integrity Constraints
Tides.
Multimedia Production
โครงสร้างอะตอม ชุดที่3 อ.ศราวุทธ
1. นี่เป็นสิ่งที่พระเยซูทรงทำ พระองค์ทรงรักษาทุกคน ที่เจ็บป่วยให้หายดี
Control Charts for Count of Non-conformities
ชัยเมศร์ อมรพลสมบูรณ์
Wave Characteristics.
การประเมินความจำเป็นด้านสุขภาพ Health Needs Assessment - HNA
Generic View of Process
Physical Chemistry IV Molecular Simulations
บทที่ 1 ความรู้เบื้องต้น เกี่ยวกับระบบสารสนเทศ
Principles of Accounting II
Dr.Surasak Mungsing CSE 221/ICT221 การวิเคราะห์และออกแบบขั้นตอนวิธี Lecture 04: การวิเคราะห์หาความซับซ้อนด้านเวลา ในรูป.
Property Changes of Mixing
Multimedia Production
คำเทศนาชุด: ท่านมีของประทาน
Physical Chemistry III Introduction
(การสุ่มตัวอย่างเพื่อการยอมรับ)
1 E 1 S E M N G Reading & Writing
อัตถิภาวนิยม existentialism J.K. Stevens, instructor
ที่มาและหน่วยงานกาชาดต่างๆ
แล้วไงเกี่ยวกับความจริง What About Truth?
1. พระเยซูทรงต้องการให้เราเป็น เหมือนพระองค์
ตอนที่ 4: เคลื่อนไปกับของประทานของท่าน Part 4: Flowing In Your Gift
Control Charts for Count of Non-conformities
การวิเคราะห์และออกแบบขั้นตอนวิธี
Inventory Control Models
AnalyticAL Writing ปิติ ตรีสุกล.
4.7. B-Trees โครงสร้าง tree ที่กล่าวถึงมาแล้วนั้น อยู่บนสมมติฐานที่ว่าโครงสร้างทั้งหมดสามารถจัดเก็บอยู่ในหน่วยความจำของเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ ถ้า จำนวนข้อมูลมีปริมาณมากเกินกว่าที่จะเก็บไว้ใน.
Air-Sea Interactions.
Color Standards A pixel color is represented as a point in 3-D space. Axis may be labeled as independent colors such as R, G, B or may use other independent.
Thai Customs Civics M.5 AJ.Poupe’.
ใบสำเนางานนำเสนอ:

Physical Chemistry IV 01403343 The Ensemble 01403343 Chem:KU-KPS Physical Chemistry IV 01403343 The Ensemble Piti Treesukol Chemistry Department Faculty of Liberal Arts and Science Kasetsart University : Kamphaeng Saen Campus

คำถาม (9) Ensemble คืออะไร Ensemble มีประโยชน์อย่างไร ตัวแปรต่อไปนี้คืออะไร

Evolving System Observable = X Observable = X over time at t0 N, V, E are constant, therefore {ni}, X at t0 N, V, T are constant, therefore {nj}, X0 at t1 N, V, E are constant, therefore {ni}, X at t1 N, V, T are constant, therefore {nj} changed, X1 at t2 N, V, E are constant, therefore {ni}, X at t2 N, V, T are constant, therefore {nj} changed, X2 Observable = X Observable = X over time

Event is a series of consecutive pictures of evolving system. System is changing with time. Equilibrium? Changes?

Parallel World T Ti 3 4 5 6 7 A 9 10 11 12 13 14 B 5 6 7 8 9 C Average over time = average over a group of identical systems

The Other Meaning * The whole system can be considered as a collection of sub-systems Each of sub-systems are identical but can behave differently at the same time We may consider only one sub-system and use statistic to replicate the rest of the whole system j i k

Ensemble Ensemble is a collection of imaginary replication of the system Number of replications is arbitrary: Number of systems in Ei state is

The study of thermodynamics is concerned with systems which can be described simply by a set of macroscopically observable variables. These systems can be described by statistical ensembles that depend on a few observable parameters, and which are in statistical equilibrium. Microcanonical ensemble — the total energy of the system and the number of particles in the system are each fixed to particular values; each of the members of the ensemble are required to have the same total energy and particle number. The system must remain totally isolated. Canonical ensemble — the energy is not known exactly but the number of particles is fixed. In place of the energy, the temperature is specified. The canonical ensemble is appropriate for describing a closed system which is in, or has been in, weak thermal contact with a heat bath. In order to be in statistical equilibrium the system must remain totally closed. Grand canonical ensemble — a statistical ensemble where neither the energy nor particle number are fixed. In their place, the temperature and chemical potential are specified. The grand canonical ensemble is appropriate for describing an open system.

Types of Ensemble Microcanonical ensemble : N, V, E common Canonical ensemble : N, V, T common Grand canonical ensemble : m, V, T common

Canonical Ensemble Canonical Ensemble: A canonical ensemble is a statistical ensemble representing a probability distribution of microscopic states of the system. All systems are in thermal equilibrium (T) Volumes (V) and compositions (N) of each systems are equal Configuration of the Ensemble and its weight

Dominating Configurations Some of the configuration, , of the ensembles will be very much more probable than others. Energy of the whole ensemble In the thermodynamic limit, , the dominating configuration is overwhelmingly the most probable, and it dominates the properties of the system virtually completely {1,6,1,1,1,1,1,0,0} {11,0,0,0,0,0,0,0,1}

The weight of a configuration is The configuration of greatest weight, subject to the total energy and composition constraints is given by the canonical distribution Canonical Distribution Canonical Partition Function

Fluctuations from the Most Probable Distribution The probability of an ensemble having a specified energy is given by the probability of state times the number of state Low energy states are more probable than the higher ones There may be numerous states with almost identical energies The density of states is a very sharply increasing function of energy Most members of the ensemble have an energy very close to the mean value Probability of Energy Probability of States Number of States Energy

แบบ vs ราคา ? 10,000 5,000 2,000 1,000 100 500

Probability of degenerated system  1  = 1

The Thermodynamic Information The canonical partition function (Q) carries all the thermodynamic information about a system Q dose not assume that the molecules are independent. The Internal Energy: (average energy of each system) as N   ~

The Entropy: The total weight of a configuration of the ensemble is the product of the average weight of each member of the ensemble; The entropy

Independent Molecules When the molecules are independent Distinguishable independent molecules: Indistinguishable independent molecules: Distinguishable ?

The Entropy of a Monatomic Gas For indistinguishable independent molecules Using Stirling Approximation The partition function is due to the translation only n is number of mole

Ds=? For monatomic gas For monatomic perfect gas When a monatomic perfect gas expands isothermally from Vi to Vf: Sackur-Tetrode equation Vi Ds=? Vf

Example Calculate the standard molar entropy of Ar(g) at 25 C What is the difference to Calculate the standard molar entropy of H2(g), instead of He(g)?

Stirling Approximation Partition Function Configuration Weight Microstates Stirling Approximation Partition Function T  0 T   Energy levels Translation Vibration Rotation Effect of T and V Thermal Wavelength Determining Thermodynamics Properties Ensemble Canonical Ensemble

1 2 3 6 6 1 3 6 1 4 3 2 4 5 6 6 1 1 2 1 2 3 2 2 1 1 1 4 2 3 2 3 3

Metaphor คนเรียนจบเคมี มก.กพส. มีเงินเดือนเท่าไร มีคนเรียนจบหลายคน แต่ละคนมีคุณภาพเท่าเทียมกัน แต่ละคนจบไม่พร้อมกัน เริ่มทำงาน/อายุงานไม่เท่ากัน ต้องการข้อมูลในภาพรวม ค่าเฉลี่ยเงินเดือนของทุกคนที่จบ เฉลี่ยเทียบกับจำนวนคน ค่าเฉลี่ยเงินเดือนของแต่ละคนที่จบ (เงินเดือนเพิ่มขึ้นหรือลดลงขึ้นกับตำแหน่ง เศรษฐกิจ ประสบการณ์ พฤติกรรม) เฉลี่ยเทียบกับเวลา (ในช่วงที่สนใจ)