Στατιστική μηχανική

Στατιστική μηχανική - εξέταση

1. Η στατιστική μηχανική είναι ένας κλάδος της θεωρητικής φυσικής που χρησιμοποιεί πιθανολογικές μεθόδους για να περιγράψει τη συμπεριφορά μεγάλων συλλογών σωματιδίων. Στόχος του είναι να εξηγήσει τις μακροσκοπικές ιδιότητες της ύλης, όπως η θερμοκρασία, η πίεση και ο όγκος, σε σχέση με τη μικροσκοπική συμπεριφορά των μεμονωμένων σωματιδίων. Εφαρμόζοντας στατιστικές αρχές για την κατανόηση της μέσης συμπεριφοράς ενός συστήματος με μεγάλο αριθμό σωματιδίων, η στατιστική μηχανική παρέχει πληροφορίες για τους θεμελιώδεις νόμους που διέπουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων και πώς αυτές οδηγούν στην εμφάνιση μακροσκοπικών ιδιοτήτων. Αυτό το πεδίο διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ του μικροσκοπικού κόσμου της κβαντικής μηχανικής και του μακροσκοπικού κόσμου της κλασικής θερμοδυναμικής, προσφέροντας ένα ισχυρό πλαίσιο για την κατανόηση πολύπλοκων συστημάτων στη φύση. Τι σημαίνει η εντροπία στη στατιστική μηχανική;

A) Η δυναμική ενέργεια των σωματιδίων σε ένα σύστημα.
B) Μέτρο της διαταραχής ή της τυχαιότητας ενός συστήματος.
C) Η ενέργεια που απαιτείται για να φέρει ένα σύστημα σε απόλυτο μηδέν θερμοκρασία.
D) Η συνολική ενέργεια ενός συστήματος.

2. Ποια είναι η σημασία του μικροκανονικού συνόλου στη στατιστική μηχανική;

A) Περιγράφει ένα σύστημα σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον του.
B) Περιγράφει ένα σύστημα στο οποίο η ενέργεια μπορεί να ανταλλάσσεται με το περιβάλλον.
C) Περιγράφει ένα απομονωμένο σύστημα με σταθερή ενέργεια και αριθμό σωματιδίων.
D) Περιγράφει ένα σύστημα με διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.

3. Ποιος είναι ο ρόλος του τύπου εντροπίας Gibbs στη στατιστική μηχανική;

A) Υπολογίζει τη μέση ενέργεια των σωματιδίων σε ένα σύστημα.
B) Μετατρέπει τις κλίμακες θερμοκρασίας από Κελσίου σε Φαρενάιτ.
C) Καθορίζει την εργασία πίεσης-όγκου που εκτελείται από ένα σύστημα.
D) Σχετίζει την εντροπία ενός συστήματος με τον αριθμό των πιθανών μικροσκοπικών καταστάσεων.

4. Ποια είναι η έννοια του εκφυλισμού στη στατιστική μηχανική;

A) Ο αριθμός των διαφορετικών τρόπων με τους οποίους ένα σύστημα μπορεί να επιτύχει ένα συγκεκριμένο επίπεδο ενέργειας.
B) Η κατανομή των σωματιδίων σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.
C) Η πιθανότητα ενός συστήματος να υποστεί μεταβάσεις φάσης.
D) Η τάση ενός συστήματος να φτάσει σε θερμική ισορροπία.

5. Ποιος είναι ο ρόλος του μεγάλου κανονικού συνόλου στη στατιστική μηχανική;

A) Περιγράφει ένα σύστημα με διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.
B) Περιγράφει ένα σύστημα σε ισορροπία με μια δεξαμενή θερμότητας σε σταθερή θερμοκρασία.
C) Περιγράφει ένα σύστημα με σταθερό χημικό δυναμικό, θερμοκρασία και όγκο.
D) Περιγράφει ένα σύστημα με σταθερό αριθμό σωματιδίων και μεταβλητή ενέργεια.

6. Τι σημαίνει η έννοια της θερμικής ισορροπίας στη στατιστική μηχανική;

A) Η θερμοκρασία ενός συστήματος παραμένει σταθερή με την πάροδο του χρόνου.
B) Η θερμότητα αυξάνεται συνεχώς μέσα σε ένα σύστημα.
C) Μόνο μια μικρή ποσότητα θερμότητας χάνεται από ένα σύστημα.
D) Δεν υπάρχει καθαρή ροή θερμότητας μεταξύ ενός συστήματος και του περιβάλλοντός του.

7. Τι λέει ο νόμος της ισοπιθανότητας στη στατιστική μηχανική;

A) Τα σωματίδια μέσα σε ένα σύστημα έχουν την ίδια πιθανότητα να βρίσκονται σε οποιαδήποτε δεδομένη κατάσταση.
B) Οι πιθανότητες διαφορετικών μικροκαταστάσεων εξαρτώνται από τα ενεργειακά τους επίπεδα.
C) Οι καταστάσεις υψηλότερης ενέργειας είναι πιο πιθανές από τις καταστάσεις χαμηλότερης ενέργειας.
D) Όλες οι μικροκαταστάσεις ενός συστήματος σε θερμοδυναμική ισορροπία είναι εξίσου πιθανές.

8. Ποια είναι η έννοια του χημικού δυναμικού στη στατιστική μηχανική;

A) Η αλλαγή στην ελεύθερη ενέργεια ενός συστήματος ως σωματίδιο προστίθεται ή αφαιρείται.
B) Η ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει ένας χημικός δεσμός.
C) Ο ρυθμός με τον οποίο συμβαίνουν οι χημικές αντιδράσεις σε ένα σύστημα.
D) Η αναλογία του αριθμού των mol των αντιδρώντων προς τα προϊόντα σε μια αντίδραση.

9. Ποια είναι η σημασία του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής στη στατιστική μηχανική;

A) Η εντροπία ενός απομονωμένου συστήματος τείνει να αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου.
B) Η συνολική ενέργεια ενός συστήματος και του περιβάλλοντός του παραμένει πάντα σταθερή.
C) Η εντροπία ενός συστήματος μπορεί να μηδενιστεί σε απόλυτο μηδέν θερμοκρασία.
D) Η ενέργεια διατηρείται σε οποιαδήποτε θερμοδυναμική διαδικασία.

10. Ποιος είναι ο ρόλος του κανονικού συνόλου στη στατιστική μηχανική;

A) Περιγράφει ένα σύστημα με σταθερό αριθμό σωματιδίων αλλά μεταβλητή ενέργεια.
B) Περιγράφει ένα σύστημα με μεταβαλλόμενο όγκο και πίεση.
C) Περιγράφει ένα κλειστό σύστημα με σταθερή ενέργεια.
D) Περιγράφει ένα σύστημα σε θερμική ισορροπία με δεξαμενή θερμότητας σε σταθερή θερμοκρασία.

Δημιουργήθηκε με That Quiz — η παραγωγή δοκιμασιών στα μαθηματικά με στοιχεία για άλλες θεματικές ενότητες.