Macroestado i microestat

Archiu:Macrostates and microstates of two coins.svg

Diagrama que mostra els possibles microestats i macroestados de llançar dos monedes.

En física estadística, un microestat és l'especificació detallada d'una configuració microscòpica d'un sistema termodinàmic. En atres térmens, un microestat és un punt del espai fásico de dit sistema.

Pel contrari, un macroestado es referix a una caracterisació del sistema termodinàmic per mig dels valors d'un número finito n de variables d'estat, de les quals a lo manco una d'elles és una magnitut extensiva. El macroestado obedix per tant a una descripció macroscòpica. Un macroestado ve dau per una distribució de provabilitat sobre un conjunt donat de microestats; en funció del conjunt de microestats considerat, la distribució pren una forma o una atra. Un sistema en equilibri permaneix en un macroestado (macroestado d'equilibri) mentres visita els diferents microestats accessibles a lo llarc de les seues fluctuacions.

Eixemples

N espin ½

Es considera un sistema compost de $N$ espin, a on cada espin pot prendre l'estat $|\uparrow ⟩$ o l'estat $|\downarrow ⟩$.

• Un microestat del sistema consistix en l'especificació de l'estat de cada u dels espin en un instant determinat: $(|\uparrow ⟩,|\downarrow ⟩,|\downarrow ⟩,|\uparrow ⟩,|\downarrow ⟩,|\uparrow ⟩,\mathrm{...})$
• El macroestado es pot definir per mig dels valors del número de espin, l'energia interna, i el camp magnètic: $N,U,\overrightarrow{B}$.

Gas ideal

El gas ideal és un gas hipotètic format per N partícules puntuals, sense atracció ni repulsió entre elles i els chocs de la qual són perfectament elàstics (conservació de moment i energia cinètica).

• Un microestat consistix en l'especificació de la posició ${\overrightarrow{r}}_i$ i el moment ${\overrightarrow{p}}_i$ de cada una de les N partícules en un instant donat: ${\overrightarrow{r}}_1,{\overrightarrow{r}}_2,\mathrm{...},{\overrightarrow{r}}_N,{\overrightarrow{p}}_1,{\overrightarrow{p}}_2,\mathrm{...},{\overrightarrow{p}}_N$.
• El macroestado es pot definir, per eixemple, per mig dels valors de 3 de les 4 variables de l'equació d'estat: pressió, volum, temperatura i el número de partícules N.