Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » المجموعات الإحصائية

المجموعات الإحصائية

1902
  • J. Willard Gibbs
مشهد مختبري يصور المحاكاة الحاسوبية للمجموعات الإحصائية في الديناميكا الحرارية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

المجموعة الإحصائية هي أداة مفاهيمية تتكون من عدد كبير من النسخ الافتراضية لنظام ما، تُمثل كل منها حالة مجهرية محتملة. بحساب متوسط ​​خصائص جميع الأنظمة في المجموعة، يُمكن حساب المُلاحظات العيانية. الأنواع الرئيسية هي: الميكروكانونية (نظام معزول ذو قيم ثابتة N, V, E)، والكانونية (نظام مغلق ذو قيم ثابتة N, V, T)، والكانونية الكبرى (نظام مفتوح ذو قيم ثابتة µ, V, T).

يُوفر مفهوم المجموعة، الذي صاغه ج. ويلارد جيبس، الإطار الرياضي الدقيق للميكانيكا الإحصائية. فبدلاً من تتبع نظام واحد على مدار الزمن (وهو أمرٌ غالبًا ما يكون مستحيلًا)، ندرس مجموعةً من الأنظمة المتطابقة في لحظة واحدة. ينص الافتراض الأساسي، المعروف باسم فرضية الإرجوديك، على أن المتوسط ​​الزمني لخاصية في نظام واحد يُعادل متوسط ​​المجموعة.

كل مجموعة تتوافق مع حالة جسدية محددة. مجموعة ميكروكانونيكال يمثل نظامًا معزولًا تمامًا حيث يكون العدد الإجمالي للجسيمات (نيوتن)، والحجم (فولت)، والطاقة (إيه) ثابتًا. يُفترض أن جميع الحالات الدقيقة التي تحمل تلك الطاقة متساوية الاحتمالية. الفرقة الكنسية يصف نظامًا على تماس حراري مع حمام حراري كبير، مما يسمح بتبادل الطاقة. هنا، تكون قيمة N وV ثابتة، لكن درجة الحرارة (T) ثابتة بدلًا من الطاقة. يُعطى احتمال وجود حالة دقيقة بمعامل بولتزمان. المجموعة الكنسية الكبرى نظام مفتوح يُمكّن من تبادل الطاقة والجسيمات مع خزان. يتميز هذا النظام بثبات الجهد الكيميائي (µ)، والحجم (V)، ودرجة الحرارة (T). يعتمد اختيار المجموعة على القيود الفيزيائية للمسألة، وتُعدّ المجموعة القياسية الأكثر استخدامًا في الحسابات.

UNESCO Nomenclature: 2211
- الديناميكا الحرارية

يكتب

النظام التجريدي

الاضطراب

التأسيسية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • تفسير لودفيغ بولتزمان الإحصائي للديناميكا الحرارية
  • تطور ميكانيكا هاملتون، التي تحدد فضاء الطور للنظام
  • الديناميكا الحرارية الكلاسيكية التي طورها كارنو وكلاوسيوس وكلفن
  • إحصاءات ماكسويل-بولتزمان للغازات المثالية

التطبيقات

  • فيزياء المادة المكثفة لنمذجة المواد الصلبة والسائلة
  • محاكاة الكيمياء الحسابية (على سبيل المثال، الديناميكيات الجزيئية)
  • الفيزياء الفلكية لنمذجة الأجواء الداخلية للنجوم
  • الفيزياء الحيوية لدراسة طي البروتين والتفاعلات الجزيئية
  • الفيزياء الاقتصادية لنمذجة الأسواق المالية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة ب: المجموعة، جيبس، الكنسي الجزئي، الكنسي الجزئي، الكنسي الكلي، الكنسي الكبير، فضاء الطور، الفيزياء الإحصائية، الديناميكا الحرارية.

السياق التاريخي

المجموعات الإحصائية

1900
1900
1900-12-14
1902
1904
1907
1909
1900
1900
1900
1902
1902
1907
1909
1910

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.