next up previous
Következő: A 11.11 feladat megoldása Fel: megoldások Előző A 11.9 feladat megoldása

A 11.10 feladat megoldása

 

  1. Legyen a tex2html_wrap_inline13952 állapotban tex2html_wrap_inline14286 részecske, és tex2html_wrap_inline14288 részecske pedig a tex2html_wrap_inline13954 állapotban. tex2html_wrap_inline14288 és tex2html_wrap_inline14286 kifejezhető az energiával és a részecskeszámmal:
    displaymath14296

    displaymath14298
    tehát
    displaymath14300
    Az tex2html_wrap_inline14302 energiájú állapot statisztikai súlya (azaz a mikroállapotok száma):
    displaymath14304
  2. A rendszer entrópiája (a (95) Stirling-formulát alkalmazva)
    displaymath14306
    így a rendszer hőmérséklete:
     equation825

    Látható, hogy csak E<0 esetén lehet normális termodinamikai viselkedésről beszélni, mivel E>0 esetén (M>0) a hőmérséklet negatív.

    Az (2) egyenletből meghatározható tex2html_wrap_inline14314, s ezzel a betöltési számok tex2html_wrap_inline14316 és tex2html_wrap_inline14318 hőmérsékletfüggése:
    displaymath14320
    Tehát kanonikus eloszlást kaptunk.

    A hőkapacitás meghatározásához először E(T)-t számítjuk ki.
    displaymath14322
    amelynek T szerinti deriválásából a fajhő :
    displaymath14324
    ahol tex2html_wrap_inline14326 a gerjesztés energiája. Ez az ún. Schottky-féle fajhő , amelynek jellegzetes maximuma gyakran megfigyelhető alacsony hőmérsékleten olyan rendszerekben, amelyekben a második gerjesztett állapot már nem játszik szerepet (tex2html_wrap_inline14328).

    tex2html_wrap14330

11.10 feladat