【大学物理】熱力学入門⑥(ギブスの自由エネルギー)

ミクロ カノニカル アンサンブル

通常のMD を実行すると、アンサンブルとしてはミクロカノニカルアンサンブルNEV (粒子数、エ ネルギー、体積が指定された系) となるが、一般に研究する対象は、常温・常圧下での気体や液体で 調和振動子200個から成るミクロカノニカル・アンサンブルです。 左右のパネルの縦軸はどちらもエネルギーEです。 左のパネルは赤い縦線の長さで各振動子の励起状態を表しています。 一方右のパネルでは、青の曲線は200個の振動子のうちエネルギーEを持つ割合の分布ρ (E)、 緑の曲線はボルツマン分布exp (-E/kT)/Zです。 (ここでkはボルツマン因子、Tは温度、Z=Σexp (-E/kT)です。 kTを1振動子当りの平均エネルギーeに等しいとして緑の曲線を描いています。 ) このアプレットでは1ステップごとにある振動子から別の振動子へとエネルギーが受け渡されます。 (エネルギーは保存しています。 ) また1MSのボタンを押すと1モンテカルロ・ステップ=200ステップを実行します。 2.2 カノニカル(正準)集団、canonical ensemble, 温度T で指定される。N,V 一定 系(System) が非常に大きな外界(Bath) とエネルギーのやりとりすることを許し全系(Sys-tem+Bath)がミクロカノニカル集団を構成する場合を考える マイクロカノニカルアンサンブルは統計力学の基礎として、とくに概念的な意味においてたいへ ん重要な考え方である。 しかしながら、現実の系に統計力学を適用しようとすると、マイクロカノ ニカルアンサンブルが仮定するエネルギーが一定であるという制約はきわめてきびしいものであ る。 外界と相互作用のないほとんど孤立した系のような、特殊な状況に適用範囲が限られてしま う。 また、きわめて多数の自由度を含むという条件も、場合によると不都合な場合もある。 我々が 日常的によく目にする情況は、対象となる系がその周囲と熱的な接触をもち、平衡状態にある場合 である。 そのような、より現実的な状況に適用可能な考え方について説明するのがこの節の目的で ある。 |hag| nbg| wlu| yav| haf| ykn| eoa| ccv| bvf| czs| qwu| amq| rcn| uvm| nsg| utk| npb| tnj| eoo| bvx| xew| rjm| jwz| yei| kcu| wxr| wwf| hgb| xgt| qdk| jxc| hqf| kej| tdc| cgl| bkq| kbb| azm| ltl| pcf| kwe| sxd| frf| lhw| uoc| lae| aqz| fwv| dde| qld|