Число частиц - Particle number

Число частиц (или число частиц ) термодинамической системы , обычно обозначаемое буквой N , является числом составляющих частиц в этой системе. Число частиц является фундаментальным параметром термодинамики, который сопряжен с химическим потенциалом . В отличие от большинства физических величин , число частиц безразмерно . Это обширный параметр , поскольку он прямо пропорционален размеру рассматриваемой системы и, следовательно, имеет значение только для закрытых систем .

Составная частица является тот , который не может быть разбит на более мелкие куски в масштабе энергии к · Т , участвующему в процессе (где K является постоянной Больцмана , а Т представляет собой температура ). Например, для термодинамической системы, состоящей из поршня, содержащего водяной пар, число частиц - это количество молекул воды в системе. Таким образом, значение составляющей частицы и, следовательно, количества частиц зависит от температуры.

Определение количества частиц

Концепция числа частиц играет главную роль в теоретических размышлениях. В ситуациях, когда необходимо определить фактическое число частиц данной термодинамической системы, в основном в химии , практически невозможно измерить его непосредственно путем подсчета частиц. Если материал однороден и имеет известное количество вещества n, выраженное в молях , число частиц N можно найти по соотношению

N = nN _A ,

где N _A - постоянная Авогадро .

Числовая плотность частиц

Связанный с этим интенсивный системный параметр задается плотностью числа частиц , полученной путем деления числа частиц в системе на ее объем . Этот параметр часто обозначается строчной буквой n .

В квантовой механике

В квантово-механических процессах общее количество частиц не может быть сохранено. Таким образом, концепция обобщается на оператор числа частиц , то есть на наблюдаемую, которая подсчитывает количество составляющих частиц. В квантовой теории поля оператор числа частиц (см. Состояние Фока ) сопряжен с фазой классической волны (см. Когерентное состояние ).

В качестве воздуха

Одним из показателей загрязнения воздуха, используемым в стандартах качества воздуха, является концентрация твердых частиц в атмосфере . Эта мера обычно выражается в мкг / м ³ ( микрограммы на кубический метр). В действующих нормах выбросов ЕС для автомобилей, фургонов и грузовиков, а также в предстоящих нормах выбросов ЕС для внедорожной мобильной техники, измерения и пределы количества частиц определены, обычно называемые PN , в единицах [# / км] или [# / кВтч]. В этом случае PN выражает количество частиц на единицу расстояния (или работы).

Рекомендации