In physics, statistical mechanics is a mathematical framework that applies statistical methods and probability theory to large assemblies of microscopic entities. It does not assume or postulate any natural laws, but explains the macroscopic behavior of nature from the behavior of such ensembles.
Sometimes called statistical physics or statistical thermodynamics, its applications include many problems in the fields of physics, biology, chemistry, and neuroscience. Its main purpose is to clarify the properties of matter in aggregate, in terms of physical laws governing atomic motion.
Statistical mechanics arose out of the development of classical thermodynamics, a field for which it was successful in explaining macroscopic physical properties—such as temperature, pressure, and heat capacity—in terms of microscopic parameters that fluctuate about average values and are characterized by probability distributions.
The founding of the field of statistical mechanics is generally credited to three physicists:
Ludwig Boltzmann, who developed the fundamental interpretation of entropy in terms of a collection of microstates
James Clerk Maxwell, who developed models of probability distribution of such states
Josiah Willard Gibbs, who coined the name of the field in 1884
While classical thermodynamics is primarily concerned with thermodynamic equilibrium, statistical mechanics has been applied in non-equilibrium statistical mechanics to the issues of microscopically modeling the speed of irreversible processes that are driven by imbalances. Examples of such processes include chemical reactions and flows of particles and heat. The fluctuation–dissipation theorem is the basic knowledge obtained from applying non-equilibrium statistical mechanics to study the simplest non-equilibrium situation of a steady state current flow in a system of many particles.
In 1738, Swiss physicist and mathematician Daniel Bernoulli published Hydrodynamica which laid the basis for the kinetic theory of gases.
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En physique, la variable enthalpie est une quantité reliée à l'énergie d'un système thermodynamique. Elle est notée . Elle comprend l'énergie interne du système (notée ), à laquelle est ajouté le produit de la pression (notée ) par le volume (noté ) : . L'enthalpie est un potentiel thermodynamique qui synthétise en une seule fonction l'énergie interne du système (liée à sa température et à sa quantité de matière) et le travail de frontière (lié à sa pression) requis pour occuper son volume.
En thermodynamique, l’exergie est une grandeur physique permettant de mesurer la qualité d'une énergie. C'est la partie utilisable d'un joule. Le travail maximal récupérable est ainsi égal à l’opposé de la variation d’exergie au cours de la transformation. Un système à l'équilibre thermomécanique ou chimique n'a plus aucune valeur. Plus un système est loin de l'équilibre ambiant, plus il est apte à opérer un changement, aptitude sur laquelle repose l'utilité d'une énergie.
In physics, an open quantum system is a quantum-mechanical system that interacts with an external quantum system, which is known as the environment or a bath. In general, these interactions significantly change the dynamics of the system and result in quantum dissipation, such that the information contained in the system is lost to its environment. Because no quantum system is completely isolated from its surroundings, it is important to develop a theoretical framework for treating these interactions in order to obtain an accurate understanding of quantum systems.
vignette|Sphère de stockage de gaz naturel. vignette|Conduite de gaz de ville en polyéthylène. vignette|Panneau indiquant une conduite de gaz enterrée en France. vignette|Les gaz de combat ont été produits et utilisés de manière industrielle lors de la Première Guerre mondiale. Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le volume disponible.
On appelle grandeur physique, ou simplement grandeur, toute propriété d'un phénomène physique, d'un corps ou d'une substance, qui peut être mesurée ou calculée, et dont les valeurs possibles s'expriment à l'aide d'un nombre (réel ou complexe) et d'une référence (comme une unité de mesure, une échelle de valeurs ou une échelle ordinale). La précision de la mesure est indiquée par l'incertitude de mesure.
vignette|droite|Noms exclusifs des transitions de phase en thermodynamique. En physique, une transition de phase est la transformation physique d'un système d'une phase vers une autre, induite par la variation d'un paramètre de contrôle externe (température, champ magnétique...). Une telle transition se produit lorsque ce paramètre externe atteint une valeur seuil (ou valeur « critique »). La transformation traduit généralement un changement des propriétés de symétrie du système.
Déplacez-vous dans les bases de la thermodynamique, calculez les changements d'énergie, construisez des tables et utilisez les relations Maxwell pour les relations thermodynamiques.
Though models describing the operating mechanism of organic electrochemical transistors (OECTs) have been developed, these models are unable to accurately reproduce OECT electrical characteristics. He
NATURE PORTFOLIO2022
This thesis investigates the effects of aluminates, sulfates, and heterogeneous substrates on the nucleation and growth of synthetic calcium-silicate-hydrates (C-S-H) produced by dropwise precipitatio
The dynamics of open quantum systems is often modeled using master equations, which describe the expected outcome of an experiment (i.e., the average over many realizations of the same dynamics). Quan