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$(\mu,P,T)$ pseudo-ensemble: ¿por qué no es un adecuado conjunto de la termodinámica?

Mientras que la enseñanza de la mecánica estadística y la descripción de la común de la termodinámica conjuntos (microcanonical, canónica, gran canónica), normalmente me dan una línea sobre por qué no puede ser de $(\mu, P, T)$ termodinámico ensemble ($\mu$ siendo el potencial químico, $P$, siendo la presión, y $T$, siendo la temperatura). Mi explicación habitual es un handwaving que todos los parámetros de control sería intensivo, lo que deja toda la extensa conjugado parámetros sin límites, y no se puede escribir sus sumas e integrales más.

Sin embargo, siempre me he sentido incómoda porque:

  1. Nunca fui capaz de convencer a mí mismo dónde, exactamente, surgió el problema en una derivación formal de la ensemble (soy químico, y como tal, mi aprendizaje de la mecánica estadística no insistió en formal derivaciones).

  2. Sé que el $(\mu, P, T)$ en realidad puede ser utilizado, por ejemplo, para las simulaciones numéricas, si se basa en la limitación de la muestra para mantenerlo fuera de peligro (véase, por ejemplo, F. A. Escobedo, J. Chem. Phys., 1998). (Asegúrese de llamar a un pseudo-ensemble si usted desea publicarlo, sin embargo.)

Así que, me gustaría preguntar cómo abordar el punto #1: ¿cómo se puede demostrar correctamente cómo caos que se produciría a partir de las ecuaciones de estadística mecanismos de si uno define un $(\mu, P, T)$ ensemble?

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Niyaz Puntos 16307

Si usted tiene sólo una especie de partículas, a continuación, trabajar con $(\mu,p,T)$ conjunto no tiene sentido, ya que su potencial termodinámico es $0$.

$$U = TS -pV + \mu N,$$ por lo que la transformación de Legendre en todas sus variables (es decir, $S-T$, $V-(-p)$ y $N-\mu$) $$U[T,p,\mu] = U - TS + pV - \mu$N$ siempre es cero.

El hecho es que la llamada de Gibbs-Duhem relación, es decir, $$0 = d(U[T,p,\mu]) = -S dT + V dp - N d\mu.$$

Sin embargo, si usted tiene más especies de partículas, se puede trabajar con un potencial termodinámico como el tiempo que tienen al menos una extensa variable (por ejemplo, el número de especies de partículas).

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