ההבדל העיקרי בין מיקרו-מצב למקרו-מצב הוא שמיקרו-מצב מתייחס לתצורה המיקרוסקופית של מערכת תרמודינמית, בעוד שמצב מאקרו מתייחס למאפיינים המקרוסקופיים של מערכת תרמודינמית.
מיקרו-מצב ומקרו-מצב הם שתי צורות של מושגים כימיים המשמשים לגבי מערכות תרמודינמיות. מצב מיקרו של מערכת תרמודינמית מתאר את המאפיינים המיקרוסקופיים של המערכת ואילו מצב מאקרו מתאר את המאפיינים המקרוסקופיים. בדרך כלל, המאפיינים של מצבי מאקרו מוערכים בממוצע על פני מיקרו-מצבים רבים.
מה זה Microstate?
Microstate הוא מונח המתאר את התכונות המיקרוסקופיות של מערכת תרמודינמית.בתרמודינמיקה קלאסית, הוא מתאר שמערכות תרמודינמיות הן מערכות מקרוסקופיות המכילות תכונות מקרוסקופיות. עם זאת, כל המערכות התרמודינמיות הללו מורכבות מאטומים; לכן, חשוב מאוד להבין גם את המיקרו-מצב של המערכת, המפרט את המצב הקוונטי של כל האטומים במערכת.
איור 01: מערכת תרמודינמית
לדוגמה, השינויים במיקרו-מצב יכולים להיות קטנים עד פי 1035 מאשר מצב מאקרו, אבל עדיין יש שינויים בקנה המידה הזה, שעשויים לא להשפיע על מצב מאקרו. מצב מאקרו בודד מכיל מספר גדול מאוד של מצבי מיקרו. לכן, מצב מאקרו אחד עשוי להכיל מספר מצבי מיקרו שונים. במילים אחרות, אנו יכולים לחזות את השינויים במצב המאקרו של המערכת התרמודינמית באמצעות ממוצע של השינויים במיקרו-מצבים.
מה זה Macrostate?
Macrostate הוא המונח המתאר את המאפיינים המקרוסקופיים של מערכת תרמודינמית. המאפיינים המקרוסקופיים הנמדדים ביותר כוללים טמפרטורה, לחץ, נפח וצפיפות. מצב מקרו הוא בהחלט גדול יותר ממצב מיקרו. כפי שתואר לעיל, לכמה שינויים קלים, שהם שינויים גדולים במיקרו-מצב, ייתכן שלא יהיה שינוי ניכר במצב המאקרו בגלל הבדל גודל זה. לכן, מצבי מקרו נותנים מדידה גסה של המערכת התרמודינמית, במקום פרטים מלאים עם תנודות קלות.
איור 01: מערכת היחסים בין מיקרו-מצב ומקרו-סטייט בהטלת מטבע פעמיים
איור 1 מציין את הקשר בין מצב מיקרו למצב מאקרו בנוגע לתהליך של הטלת מטבע פעמיים. H מתייחס ל"ראש" ו-"T" מתייחס לזנב המטבע. כל מצבי המיקרו סבירים באותה מידה, אבל מצבי המקרו (H, T) סבירים פי שניים ממצבי המאקרו (H, H) ו- (T, T).
מה ההבדל בין Microstate ל-Macrostate?
מיקרו-מצב ומקרו-מצב הם שתי צורות של מושגים כימיים המשמשים לגבי מערכות תרמודינמיות. ההבדל העיקרי בין מצב מיקרו למקרו-מצב הוא שהמונח מיקרו-מצב מתייחס לתצורה המיקרוסקופית של מערכת תרמודינמית, בעוד שמצב מאקרו מתייחס למאפיינים המקרוסקופיים של מערכת תרמודינמית.
יתר על כן, אנו יכולים לחזות את השינויים במצב המאקרו של המערכת התרמודינמית באמצעות ממוצע של השינויים במיקרו-מצבים. לדוגמה, השינויים במיקרו-סטייט יכולים להיות קטנים עד פי 1035 מאשר מצב מאקרו, אך עדיין ישנם שינויים בקנה המידה הזה, שעשויים שלא להשפיע על מצב המאקרו.
הטבלה הבאה מסכמת את ההבדל בין מצב מיקרו למצב מאקרו.
סיכום – Microstate לעומת Macrostate
מיקרו-מצב ומקרו-מצב הם שתי צורות של מושגים כימיים המשמשים לגבי מערכות תרמודינמיות. ההבדל העיקרי בין מצב מיקרו למקרו-מצב הוא שהמונח מיקרו-מצב מתייחס לתצורה המיקרוסקופית של מערכת תרמודינמית, בעוד שמצב מאקרו מתייחס למאפיינים המקרוסקופיים של מערכת תרמודינמית.
