Η βασική διαφορά μεταξύ μικροκατάστασης και μακροκατάστασης είναι ότι η μικροκατάσταση αναφέρεται στη μικροσκοπική διαμόρφωση ενός θερμοδυναμικού συστήματος, ενώ η μακροκατάσταση αναφέρεται στις μακροσκοπικές ιδιότητες ενός θερμοδυναμικού συστήματος.
Microstate και macrostate είναι δύο μορφές χημικών εννοιών που χρησιμοποιούνται σχετικά με τα θερμοδυναμικά συστήματα. Η μικροκατάσταση ενός θερμοδυναμικού συστήματος περιγράφει τις μικροσκοπικές ιδιότητες του συστήματος ενώ η μακροκατάσταση περιγράφει τις μακροσκοπικές ιδιότητες. Γενικά, οι ιδιότητες της μακροκατάστασης υπολογίζονται κατά μέσο όρο σε πολλές μικροκαταστάσεις.
Τι είναι το Microstate;
Μικροκατάσταση είναι ένας όρος που περιγράφει τις μικροσκοπικές ιδιότητες ενός θερμοδυναμικού συστήματος. Στην κλασική θερμοδυναμική, περιγράφει ότι τα θερμοδυναμικά συστήματα είναι μακροσκοπικά συστήματα που περιέχουν μακροσκοπικές ιδιότητες. Ωστόσο, όλα αυτά τα θερμοδυναμικά συστήματα αποτελούνται από άτομα. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε και τη μικροκατάσταση του συστήματος, η οποία καθορίζει την κβαντική κατάσταση όλων των ατόμων του συστήματος.
Εικόνα 01: Ένα Θερμοδυναμικό Σύστημα
Για παράδειγμα, οι αλλαγές στη μικροκατάσταση μπορεί να είναι τόσο μικρές όσο 1035 φορές από μια μακροκατάσταση, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν αλλαγές σε αυτήν την κλίμακα που μπορεί να μην έχουν καμία επίδραση στο μακροκράτος. Μια μεμονωμένη μακροκατάσταση περιέχει πολύ μεγάλο αριθμό μικροκαταστάσεων. Επομένως, μια μακροκατάσταση μπορεί να περιέχει πολλές διαφορετικές μικροκαταστάσεις. Με άλλα λόγια, μπορούμε να προβλέψουμε τις αλλαγές στη μακροκατάσταση του θερμοδυναμικού συστήματος μέσω του μέσου όρου των αλλαγών των μικροκαταστάσεων.
Τι είναι το Macrostate;
Μακροκατάσταση είναι ο όρος που περιγράφει τις μακροσκοπικές ιδιότητες ενός θερμοδυναμικού συστήματος. Οι πιο συχνά μετρούμενες μακροσκοπικές ιδιότητες περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία, την πίεση, τον όγκο και την πυκνότητα. Μια μακροκατάσταση είναι σίγουρα μεγαλύτερη από μια μικροκατάσταση. Όπως περιγράφηκε παραπάνω, ορισμένες μικρές αλλαγές, που είναι μεγάλες αλλαγές στη μικροκατάσταση, μπορεί να μην έχουν σημαντική αλλαγή στη μακροκατάσταση λόγω αυτής της διαφοράς μεγέθους. Επομένως, οι μακροστάτες δίνουν μια πρόχειρη μέτρηση του θερμοδυναμικού συστήματος, αντί για πλήρεις λεπτομέρειες με μικρές διακυμάνσεις.
Εικόνα 01: Σχέση μεταξύ Microstate και Macrostate κατά την ανατροπή ενός νομίσματος δύο φορές
Το Σχήμα 1 δείχνει τη σχέση μεταξύ μικροκατάστασης και μακροκατάστασης σχετικά με τη διαδικασία διπλής αναστροφής ενός νομίσματος. Το H αναφέρεται στο "κεφάλι" και το "T" αναφέρεται στην ουρά του νομίσματος. Όλες οι μικροκαταστάσεις είναι εξίσου πιθανές, αλλά η μακροκατάσταση (H, T) είναι διπλάσια από τις μακροστάσεις (H, H) και (T, T).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Microstate και Macrostate;
Microstate και macrostate είναι δύο μορφές χημικών εννοιών που χρησιμοποιούνται σχετικά με τα θερμοδυναμικά συστήματα. Η βασική διαφορά μεταξύ μικροκατάστασης και μακροστάτης είναι ότι ο όρος μικροκατάσταση αναφέρεται στη μικροσκοπική διαμόρφωση ενός θερμοδυναμικού συστήματος, ενώ η μακροστάση αναφέρεται στις μακροσκοπικές ιδιότητες ενός θερμοδυναμικού συστήματος.
Επιπλέον, μπορούμε να προβλέψουμε τις αλλαγές στη μακροκατάσταση του θερμοδυναμικού συστήματος μέσω του μέσου όρου των αλλαγών των μικροκαταστάσεων. Για παράδειγμα, οι αλλαγές στη μικροκατάσταση μπορεί να είναι τόσο μικρές όσο 1035 φορές από μια μακροκατάσταση, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν αλλαγές σε αυτήν την κλίμακα που μπορεί να μην έχουν καμία επίδραση στη μακροκατάσταση.
Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ μικροκατάστασης και μακροκατάστασης.
Σύνοψη – Microstate vs Macrostate
Microstate και macrostate είναι δύο μορφές χημικών εννοιών που χρησιμοποιούνται σχετικά με τα θερμοδυναμικά συστήματα. Η βασική διαφορά μεταξύ μικροκατάστασης και μακροστάσεως είναι ότι ο όρος μικροκατάσταση αναφέρεται στη μικροσκοπική διαμόρφωση ενός θερμοδυναμικού συστήματος, ενώ η μακροστάση αναφέρεται στις μακροσκοπικές ιδιότητες ενός θερμοδυναμικού συστήματος.
