Termodinamika dan mekanika statistik
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| entropy/ˈentrəpi/ | entropi |
| partition function/pɑːˈtɪʃn ˈfʌŋkʃn/ | fungsi partisi |
Keputusan sebelum jawaban
- Dua mesin dapat mematuhi kekekalan energi, namun hanya satu yang mematuhi batas entropi pada efisiensi.
- Tujuan Anda: Terapkan hukum pertama dan kedua dengan konvensi tanda.
Bacalah hubungannya
- Nyatakan konvensi tanda hukum pertama: ΔU=Q−W ketika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem.
- Hubungkan ensemble, faktor Boltzmann, dan entropi.
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.
Gunakan aturan penentu
- Untuk mesin reversibel antara reservoir, efisiensi dibatasi oleh 1−Tc/Th menggunakan suhu mutlak.
- Analisis gas ideal, mesin kalor, dan statistik kuantum.
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.
Periksa syarat-syaratnya
- Bobot Boltzmann adalah exp(−E/kT). Probabilitas memerlukan pembagian dengan fungsi partisi.
- Analisis gas ideal, mesin kalor, dan statistik kuantum.
Reservoir pada 600 K dan 300 K memberikan efisiensi reversibel maksimum 1−300/600=0.5. Mesin yang mengambil 1000 J dapat menghasilkan paling banyak 500 J kerja di bawah kondisi ini. Kekekalan saja tidak akan menjatuhkan batasan tersebut.
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.
Terapkan format tugas
- Bedakan asumsi Maxwell–Boltzmann, Bose–Einstein, dan Fermi–Dirac. Fermion tidak dapat berbagi keadaan satu-partikel yang identik.
- Analisis gas ideal, mesin kalor, dan statistik kuantum.
Rasio suhu Celsius tidak dapat digunakan dalam rumus efisiensi Carnot.
Jawaban mana yang sesuai dengan kasus ini?
Terapkan hukum pertama dan kedua dengan konvensi tanda
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.
Jaga pembedaan
- entropi — Besaran keadaan yang terkait dengan multipisitas dan perpindahan panas reversibel.
- fungsi partisi — Jumlah dari bobot statistik yang digunakan untuk menormalisasi probabilitas.
- Terapkan hukum pertama dan kedua dengan konvensi tanda.
- Hubungkan ensemble, faktor Boltzmann, dan entropi.
- Analisis gas ideal, mesin kalor, dan statistik kuantum.
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.