Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 20.Problemas Adicionais - Ex. 48
Quatro partículas estão numa caixa isolada, à exemplo da figura abaixo. Qual é a:
menor multiplicidade,
maior multiplicidade,
a menor entropia e
a maior entropia do sistema de quatro partículas.
Passo 1
Olá pessoal, tudo bem? Vamos treinar um pouco de mecânica estatística? Bora lá?
A equação fornece o número de multiplicidade de estados possíveis para uma certa configuração de dois níveis de energia e :
Como temos partículas, as configurações possíveis vão ser: na parte e na parte , na parte e na ... e assim por diante.
Para a configuração de na parte 1 () e na parte (), a multiplicidade fica:
A entropia? Ela é associada a multiplicidade da seguinte forma:
E para essa confoguração em específico que fiz como exemplo, a entropia é:
Passo 2
Tá, agora você se pergunta: e o que eu faço com tudo isso? Como o problema dá um sistema de partículas, então teremos as seguintes configurações para e
E pra cada uma delas podemos assoxiar um valor de multiplicidade e entropia! É só seguir as fórmulas que apresentei lá no passo =D
Então podemos montar uma tabela com esses valores.
Passo 3
Então agora podemos ver que a menor multiplicidade vai ser em duas configurações:
e
e
Com a menor multiplicidade igual a .
Passo 4
Daí a maior multiplicidade vai ser em apenas uma configuração:
e
Com o valor de .
Passo 5
Agora a entropia! podemos ver que a menor entropia vai ser em duas configurações:
e
e
Com
Passo 6
Daí a maior entropia vai ser em apenas uma configuração:
e
Com
Certo pessoal?
Bons estudos!
Resposta
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