TS · Thermodynamics and statistical mechanics

Dua mesin dapat mematuhi kekekalan energi, namun hanya satu yang mematuhi batas entropi pada efisiensi.

Prasyarat: 19, 20, 34, 35, 36.

• Terapkan hukum pertama dan kedua dengan konvensi tanda
• Hubungkan ensemble, faktor Boltzmann, dan entropi
• Analisis gas ideal, mesin kalor, dan statistik kuantum

Nyatakan konvensi tanda hukum pertama: ΔU=Q−W ketika W adalah usaha yang dilakukan oleh sistem.

Untuk mesin reversibel antara reservoir, efisiensi dibatasi oleh 1−Tc/Th menggunakan suhu mutlak.

Bobot Boltzmann adalah exp(−E/kT). Probabilitas memerlukan pembagian dengan fungsi partisi.

Bedakan asumsi Maxwell–Boltzmann, Bose–Einstein, dan Fermi–Dirac. Fermion tidak dapat menempati keadaan satu-partikel yang identik.

Gunakan usaha W yang dilakukan oleh gas sebagai positif. Hukum pertama adalah

Untuk ekspansi isothermal reversibel gas ideal, U hanya bergantung pada T, sehingga Untuk n = 0.50 mol, T = 300 K, dan volume digandakan, Gas berekspansi dan menerima panas. Reservoir kehilangan entropi yang sama dalam batas reversibel ini.

Rasio suhu Celsius tidak dapat digunakan dalam rumus efisiensi Carnot.

entropi: Besaran keadaan yang terhubung dengan multipisitas dan perpindahan panas reversibel.

fungsi partisi: Jumlah bobot statistik yang digunakan untuk menormalisasi probabilitas.