ديناميكا الحرارة والميكانيكا الإحصائية
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| entropy/ˈentrəpi/ | الإنتروبيا |
| partition function/pɑːˈtɪʃn ˈfʌŋkʃn/ | دالة التوزيع |
قرار قبل الإجابة
- يمكن لمحركين أن يلتزما بحفظ الطاقة، لكن محركًا واحدًا فقط يلتزم بحد الإنتروبيا للكفاءة.
- هدفك: تطبيق القانون الأول والثاني مع قاعدة إشارات.
اقرأ العلاقة
- نصّ قاعدة إشارات القانون الأول: ΔU=Q−W عندما يكون W هو الشغل المبذول بواسطة النظام.
- ربط المجموعات وعوامل بولتزمان والإنتروبيا.
A Carnot engine between 400 K and 300 K has efficiency:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
1−300/400=0.25.
استخدم القاعدة المحددة
- للمحرك العكسي بين خزانين، تُحَدَّد الكفاءة بـ 1−Tc/Th باستخدام درجات الحرارة المطلقة.
- تحليل الغازات المثالية ومحركات الحرارة والإحصاء الكمومي.
A higher-energy state’s Boltzmann weight at fixed T is:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
The negative exponential decreases with energy.
تحقق من الشروط
- أوزان بولتزمان هي exp(−E/kT). يتطلب حساب الاحتمالات القسمة على دالة التقسيم.
- تحليل الغازات المثالية ومحركات الحرارة والإحصاء الكمومي.
تُعطى خزانات عند 600 K و300 K كفاءة عكسى قصوى 1−300/600=0.5. محرك يستهلك 1000 J يمكنه إنتاج ما لا يزيد عن 500 J من الشغل تحت هذه الظروف. الحفظ وحده لا يفرض هذا الحد.
A system receives 100 J heat and does 40 J work. ΔU=____ J.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ΔU=Q−W=100−40.
طبق صيغة المهمة
- التمييز بين افتراضيات ماكسويل-بولتزمان وبوز-أينشتاين وفيرمي-ديراك. لا يمكن للفرميونات مشاركة حالة جسيم مفرد متطابقة.
- تحليل الغازات المثالية ومحركات الحرارة والإحصاء الكمومي.
لا يمكن استخدام نسب درجات الحرارة المئوية في معادلة كفاءة كارنو.
أي إجابة تتناسب مع هذه الحالة؟
تطبيق القانونين الأول والثاني مع اصطلاح إشارات
An engine may convert all heat from one reservoir into work in a complete cycle with no other effect.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
That violates the second law.
احتفظ بالتميّزات
- الإنتروبيا — كمية حالة مرتبطة بالتعددية ونقل الحرارة العكوس.
- دالة التقسيم — مجموع الأوزان الإحصائية المستخدمة لتطبيع الاحتمالات.
- تطبيق القانونين الأول والثاني باتباع اتفاقية إشارات.
- ربط المجموعات وعوامل بولتزمان والإنتروبيا.
- تحليل الغازات المثالية ومحركات الحرارة والإحصاء الكمومي.
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
The order follows the stated process; check each stage before the next.