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Mecânica estatística quântica
Contribuição de: Pimentel
  • 1. A mecânica estatística quântica é um ramo da física teórica que combina os princípios da mecânica quântica com as leis da mecânica estatística para descrever o comportamento de grandes sistemas de partículas. O seu objetivo é compreender as propriedades de sistemas constituídos por um grande número de partículas quânticas, como átomos ou moléculas, tratando-os como conjuntos estatísticos. Esta abordagem permite-nos prever e analisar o comportamento probabilístico de sistemas quânticos à escala macroscópica, tendo em conta efeitos como flutuações, equilíbrio térmico e transições de fase. A mecânica estatística quântica desempenha um papel crucial em vários domínios da física, incluindo a física da matéria condensada, a ótica quântica e a química quântica, fornecendo informações sobre a natureza fundamental da matéria e da energia a nível quântico.

    O que é que a mecânica estatística quântica estuda?
A) Comportamento estatístico dos sistemas quânticos
B) Teoria cinética dos gases
C) Teoria quântica de campos
D) Mecânica clássica
  • 2. Que distribuição é utilizada para partículas idênticas com spin inteiro na mecânica estatística quântica?
A) Distribuição de Bose-Einstein
B) Distribuição de Fermi-Dirac
C) Distribuição de Planck
D) Distribuição de Maxwell-Boltzmann
  • 3. O que é que o princípio de exclusão de Pauli afirma na mecânica estatística quântica?
A) As partículas apresentam níveis de energia quantizados
B) Todas as partículas têm uma dualidade onda-partícula
C) Dois férmions idênticos não podem ocupar o mesmo estado quântico
D) As partículas interagem através da força electromagnética
  • 4. Qual é a energia média de um sistema quântico em equilíbrio com um banho de calor?
A) Depende da velocidade das partículas
B) Igual à energia cinética das partículas
C) Dada pela função de partição
D) Constante para todos os sistemas quânticos
  • 5. Qual é o papel do potencial químico na mecânica estatística quântica?
A) Controla o número de partículas num sistema
B) Regula a temperatura do sistema
C) Determina o movimento das partículas
D) Afecta a pressão do sistema
  • 6. O que é o contacto térmico entre dois sistemas quânticos?
A) Emaranhamento quântico
B) Alteração das posições das partículas
C) Troca de energia até atingirem o equilíbrio
D) Colisão de partículas quânticas
  • 7. Porque é que o conceito de degenerescência é importante na mecânica estatística quântica?
A) Descreve a interação entre partículas
B) Contabiliza diferentes estados quânticos com a mesma energia
C) Determina a velocidade das partículas quânticas
D) Assegura que todas as partículas têm a mesma energia
  • 8. O que é que o teorema de Virial proporciona na mecânica estatística quântica?
A) Velocidade das partículas num gás quântico
B) Caminho livre médio de partículas quânticas
C) Relação entre energia potencial e cinética num sistema
D) Propriedades de emaranhamento quântico
  • 9. Qual é o papel das flutuações quânticas no conjunto estatístico quântico?
A) Introduzir a aleatoriedade e a incerteza nas propriedades do sistema
B) Estabilizar o equilíbrio do sistema
C) Aumentar a energia global do sistema
D) Assegurar que todas as partículas têm a mesma energia
  • 10. O que é que o equilíbrio pormenorizado e o princípio da microrreversibilidade alcançam na mecânica estatística quântica?
A) Alterar os níveis de energia das partículas
B) Criar gradientes de temperatura nos sistemas
C) Garantir o equilíbrio de um sistema
D) Acelerar as interações das partículas
  • 11. Que conjunto estatístico descreve um sistema com número de partículas, volume e temperatura fixos?
A) Conjunto isobárico.
B) Conjunto canónico.
C) Grande conjunto canónico.
D) Conjunto microcanónico.
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