这些笔记是我的热力学注释。
Hi Zhigang,根据注释,对于一个只能通过热量与环境相互作用的系统,温度可以定义为1/T=dln(状态#)/dU。由于U是离散的,H原子在基态时的温度是多少?这是一个合理的问题吗?谢谢。
李韩
当像氢原子这样的小系统与热源(即大系统)接触时,热源的温度是确定的。这个小系统从一种状态翻转到另一种状态,并与热源交换能量。我们说小系统保持在一个温度(即热源的温度)。我们可以计算出小系统处于每种状态的概率(即,玻尔兹曼分布).
然而,小系统本身的温度是不确定的。
你可能会对这条线索感兴趣温度的讨论。
如果一个H原子和H2分子热接触呢?我们还能在不提及另一个巨大水库的情况下讨论温度吗?
我能想到两个问题。
这可能是一个naïve问题。
量子态的数量是一个可以通过实验测量的量,还是仅仅是一个理论概念?如果我们想在此基础上建立热力学,这是非常重要的。
是的,量子态的数量是常规的实验测量,如第9页所述温度注意事项。
中国,
这似乎是循环的?为了进行测量,你必须引用很多关于能量和温度等的其他理论,这需要对状态的知识。也许有一个清晰的逻辑顺序,但我看不出来。另一点,量子态的数量不是取决于你决定描述系统的分辨率吗?如果存在内部dofs,那么就存在隐藏状态,人们永远无法知道系统中有多少隐藏变量。我错过什么了吗?
桑杰
桑杰·戈文杰教授加州大学伯克利分校
桑杰:不确定你觉得哪个部分是圆形的。我列出了文章的要点笔记在这里:
S中的附加常数可能会回到你关心的分辨率。在实践中,完美晶体在T = 0时S设为零。S的实验值有表格。
中国:
我想我没有很好地表达的观点是:一个系统的量子态可以通过枚举(实验)而不依赖于热力学概念,如S, U和T(在某种程度上依赖于量子态的枚举)吗?我完全理解并相信这个理论是自洽的,也同意你所写的。我的问题是你能否在不使用任何依赖于它们存在的结果的情况下测量量子态的数量。
到目前为止,我的理解是,所有这些直接得到的量子态数(不涉及热力学)都是量子力学计算本身。
没有实验可以直接计算量子态的数量。希望我错了。
亲爱的桑杰和亨利:很高兴我们在热力学实践上意见一致。我们可能对实践的解释或措辞有所不同。这种差异是有趣的,可以增强我们对实践的理解。
我本人非常乐意让实验测量“计数”量子态的数量。因此,实验就像一台模拟计算机,在告诉我们日常系统的量子态数量方面,它比数字计算机做得更好、更快。
无论何时我们测量温度和热量,我们都在做实验量子力学。当然,这样的测量并不能告诉我们电子云的形状,或者自旋的状态,甚至系统是由什么组成的,但是这样的测量确实告诉了我们系统的量子态的数量。
在不知道系统由什么组成的情况下,有一种方法来确定系统的量子态的数量是很美妙的。如果用“刚度”来代替“量子态的数量”,我们都对这样的表述有深入的了解。
嗨,志刚,在笔记里说:这三个属性通过一个美丽的关系联系在一起:dS = dU/T。
然而,在物理学中我们用dS = dQ/T来定义熵,其中Q是热量。(《费曼物理讲座》第一卷)
那么,如何得到热力学能而不是热能的函数式呢?
最好的问候,
我刚刚更新了关于温度的笔记,为秋季的本科课程做准备。
使用dS = dQ/T定义熵是很困难的。它需要一个特定的温度刻度。在讲义中,我用了两种不同的方法来解释温度的概念。我们认为熵是一个比温度更基本的概念。看到关于熵的说明。
评论
氢原子在基态时的温度?
Hi Zhigang,根据注释,对于一个只能通过热量与环境相互作用的系统,温度可以定义为1/T=dln(状态#)/dU。由于U是离散的,H原子在基态时的温度是多少?这是一个合理的问题吗?谢谢。
李韩
小系统本身的温度是不确定的
当像氢原子这样的小系统与热源(即大系统)接触时,热源的温度是确定的。这个小系统从一种状态翻转到另一种状态,并与热源交换能量。我们说小系统保持在一个温度(即热源的温度)。我们可以计算出小系统处于每种状态的概率(即,玻尔兹曼分布).
然而,小系统本身的温度是不确定的。
你可能会对这条线索感兴趣温度的讨论。
两个热接触的小系统呢
如果一个H原子和H2分子热接触呢?我们还能在不提及另一个巨大水库的情况下讨论温度吗?
李韩
两个小系统在热接触时会怎样
我能想到两个问题。
量子态的数量是一个可测量的量吗?
这可能是一个naïve问题。
量子态的数量是一个可以通过实验测量的量,还是仅仅是一个理论概念?如果我们想在此基础上建立热力学,这是非常重要的。
量子态的数量是一个可测量的量吗?
是的,量子态的数量是常规的实验测量,如第9页所述温度注意事项。
循环论证?
中国,
这似乎是循环的?为了进行测量,你必须引用很多关于能量和温度等的其他理论,这需要对状态的知识。也许有一个清晰的逻辑顺序,但我看不出来。另一点,量子态的数量不是取决于你决定描述系统的分辨率吗?如果存在内部dofs,那么就存在隐藏状态,人们永远无法知道系统中有多少隐藏变量。我错过什么了吗?
桑杰
桑杰·戈文杰教授
加州大学伯克利分校
回复:循环推理?
桑杰:不确定你觉得哪个部分是圆形的。我列出了文章的要点笔记在这里:
S中的附加常数可能会回到你关心的分辨率。在实践中,完美晶体在T = 0时S设为零。S的实验值有表格。
S = kln ()
中国:
我想我没有很好地表达的观点是:一个系统的量子态可以通过枚举(实验)而不依赖于热力学概念,如S, U和T(在某种程度上依赖于量子态的枚举)吗?我完全理解并相信这个理论是自洽的,也同意你所写的。我的问题是你能否在不使用任何依赖于它们存在的结果的情况下测量量子态的数量。
桑杰
桑杰·戈文杰教授
加州大学伯克利分校
没有实验可以直接计算量子态的数量
到目前为止,我的理解是,所有这些直接得到的量子态数(不涉及热力学)都是量子力学计算本身。
没有实验可以直接计算量子态的数量。希望我错了。
Re:没有实验可以计算量子态的个数
亲爱的桑杰和亨利:很高兴我们在热力学实践上意见一致。我们可能对实践的解释或措辞有所不同。这种差异是有趣的,可以增强我们对实践的理解。
我本人非常乐意让实验测量“计数”量子态的数量。因此,实验就像一台模拟计算机,在告诉我们日常系统的量子态数量方面,它比数字计算机做得更好、更快。
无论何时我们测量温度和热量,我们都在做实验量子力学。当然,这样的测量并不能告诉我们电子云的形状,或者自旋的状态,甚至系统是由什么组成的,但是这样的测量确实告诉了我们系统的量子态的数量。
在不知道系统由什么组成的情况下,有一种方法来确定系统的量子态的数量是很美妙的。如果用“刚度”来代替“量子态的数量”,我们都对这样的表述有深入的了解。
嗨,志刚,在笔记里,它
嗨,志刚,在笔记里说:这三个属性通过一个美丽的关系联系在一起:dS = dU/T。
然而,在物理学中我们用dS = dQ/T来定义熵,其中Q是热量。(《费曼物理讲座》第一卷)
那么,如何得到热力学能而不是热能的函数式呢?
最好的问候,
关于温度的说明
我刚刚更新了关于温度的笔记,为秋季的本科课程做准备。
使用dS = dQ/T定义熵是很困难的。它需要一个特定的温度刻度。在讲义中,我用了两种不同的方法来解释温度的概念。我们认为熵是一个比温度更基本的概念。看到关于熵的说明。