ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง microstate และ macrostate คือ microstate หมายถึงการกำหนดค่าด้วยกล้องจุลทรรศน์ของระบบเทอร์โมไดนามิกในขณะที่ macrostate หมายถึงคุณสมบัติมหภาคของระบบอุณหพลศาสตร์
ไมโครสเตทและแมคโครสเตตเป็นแนวคิดทางเคมีสองรูปแบบที่ใช้เกี่ยวกับระบบอุณหพลศาสตร์ Microstate ของระบบเทอร์โมไดนามิกอธิบายคุณสมบัติทางจุลทรรศน์ของระบบในขณะที่ macrostate อธิบายคุณสมบัติมหภาค โดยทั่วไป คุณสมบัติของแมคโครสเตทจะมีค่าเฉลี่ยมากกว่าไมโครสเตตจำนวนมาก
ไมโครสเตทคืออะไร
Microstate เป็นคำที่อธิบายคุณสมบัติทางจุลทรรศน์ของระบบอุณหพลศาสตร์ในอุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิก อธิบายว่าระบบอุณหพลศาสตร์เป็นระบบมหภาคที่มีคุณสมบัติมหภาค อย่างไรก็ตาม ระบบอุณหพลศาสตร์เหล่านี้ประกอบด้วยอะตอม ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจไมโครสเตทของระบบด้วย ซึ่งระบุสถานะควอนตัมของอะตอมทั้งหมดในระบบ
รูปที่ 01: ระบบอุณหพลศาสตร์
ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงในไมโครสเตทอาจมีขนาดเล็กถึง 1035 เท่าของแมคโครสเตท แต่ก็ยังมีการเปลี่ยนแปลงในระดับนี้ซึ่งอาจไม่มีผลกระทบที่ มาโครสเตท macrostate เดียวมี microstate จำนวนมาก ดังนั้น มาโครสเตตหนึ่งอาจมีไมโครสเตตที่แตกต่างกันหลายสถานะ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงในสภาวะมหภาคของระบบอุณหพลศาสตร์ผ่านการเฉลี่ยการเปลี่ยนแปลงของไมโครสเตต
Macrostate คืออะไร
แมคโครสเตตเป็นคำที่อธิบายคุณสมบัติมหภาคของระบบอุณหพลศาสตร์ คุณสมบัติระดับมหภาคที่วัดได้โดยทั่วไป ได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร และความหนาแน่น macrostate นั้นใหญ่กว่า microstate แน่นอน ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในไมโครสเตท อาจไม่มีการเปลี่ยนแปลงในมาโครสเตทมากนักเนื่องจากความแตกต่างของขนาด ดังนั้นแมคโครสเตทจะให้การวัดคร่าวๆ ของระบบเทอร์โมไดนามิก แทนที่จะให้รายละเอียดที่สมบูรณ์โดยมีความผันผวนเล็กน้อย
รูปที่ 01: ความสัมพันธ์ระหว่าง Microstate และ Macrostate ในการพลิกเหรียญสองครั้ง
รูปที่ 1 แสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่างไมโครสเตทและแมคโครสเตทเกี่ยวกับกระบวนการพลิกเหรียญสองครั้งH หมายถึง "หัว" และ "T" หมายถึงส่วนท้ายของเหรียญ microstates ทั้งหมดมีความเป็นไปได้เท่ากัน แต่ macrostate (H, T) มีความเป็นไปได้สองเท่าของ macrostate (H, H) และ (T, T)
ความแตกต่างระหว่างไมโครสเตทและแมคโครสเตทคืออะไร
ไมโครสเตทและแมคโครสเตตเป็นแนวคิดทางเคมีสองรูปแบบที่ใช้เกี่ยวกับระบบอุณหพลศาสตร์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง microstate และ macrostate คือคำว่า microstate หมายถึงการกำหนดค่าด้วยกล้องจุลทรรศน์ของระบบเทอร์โมไดนามิก ในขณะที่ macrostate หมายถึงคุณสมบัติมหภาคของระบบอุณหพลศาสตร์
นอกจากนี้ เราสามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงในสถานะมหภาคของระบบอุณหพลศาสตร์ผ่านค่าเฉลี่ยการเปลี่ยนแปลงของไมโครสเตต ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงในไมโครสเตทอาจมีขนาดเล็กถึง 1035 เท่าของมาโครสเตท แต่ยังคงมีการเปลี่ยนแปลงในระดับนี้ซึ่งอาจไม่มีผลกระทบต่อมาโครสเตต
ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างไมโครสเตทและมาโครสเตท
สรุป – Microstate กับ Macrostate
ไมโครสเตทและแมคโครสเตตเป็นแนวคิดทางเคมีสองรูปแบบที่ใช้เกี่ยวกับระบบอุณหพลศาสตร์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง microstate และ macrostate คือคำว่า microstate หมายถึงการกำหนดค่าด้วยกล้องจุลทรรศน์ของระบบเทอร์โมไดนามิก ในขณะที่ macrostate หมายถึงคุณสมบัติมหภาคของระบบอุณหพลศาสตร์