Quais são as variáveis mantidas constantes no ensemble grande canônico?

Passo 1

O enunciado pergunta quais variáveis permanecem fixas no ensemble grande canônico. O conteúdo é Mecânica Estatística, especificamente a definição de ensembles termodinâmicos, e vamos precisar lembrar como cada ensemble se caracteriza pelas grandezas mantidas constantes e por quais grandezas o sistema pode trocar com o reservatório.

Passo 2

Um ensemble é um conjunto hipotético de cópias de um sistema termodinâmico, cada cópia estando em equilíbrio com um reservatório.
  • No ensemble canônico, o sistema troca energia com o reservatório, mantendo constantes o número de partículas N, o volume V e a temperatura T.
  • No ensemble grande canônico, o sistema troca não só energia mas também partículas com o reservatório, de modo que podem flutuar E e N.

Passo 3

Como o sistema está em contato com um reservatório térmico (fixando a temperatura) e um reservatório de partículas (fixando o potencial químico), e não troca volume, as grandezas mantidas constantes são:
\;V (volume),
\;T (temperatura) e
\;\mu (potencial químico).

Resposta

No ensemble grande canônico, mantêm-se constantes o volume V, a temperatura T e o potencial químico \mu.

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