粒子數
粒子數(particle number)是熱力學系統中的一個基本參數,常規用字母 N 表示,是該系統中的組成粒子數量[1]。粒子數是與化學勢共軛的參數;不同於大多數的物理量,粒子數是一個無因次量。它是一個廣泛參數,其重要性是與系統的大小成正比,因此只有使用於封閉系統內才有意義。
一個組成粒子(constituent particle)或组分粒子,是一種在過程複雜的能量的尺度 k·T 上不能破碎的小塊,此處的K是波茲曼常數,T是溫度。例如,對於一個包含水蒸氣與活塞的熱力學系統,組成粒子是在系統內水分子的數量。有意義的組成粒子,因而粒子數是與溫度相關聯的。
粒子數的推定
粒子數的觀念是在理論上考慮的一個主要角色。實務上,主要在化學,給定的熱力學系統內的粒子數需要確定,但實際並非能夠直接用粒子數來度量。如果材料是均勻的,並且具有已知用摩爾為單位物質的量 n,粒子數N的關係可以被發現為:
- N = nNA,
粒子數密度
相關的內含系統參數給出的是粒子數密度,得到的是系統的粒子數除以體積。這個參數通常以小寫的字母n表示。
參考資料
- Benenson, Walter; Harris, John; Stöcker, Horst. . Springer. 2002. ISBN 0-387-95269-1.
- Schumacher, Benjamin; Westmoreland, Michael. . Cambridge University Press. 2010.
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