Số lượng hạt (hoặc số hạt) của một hệ nhiệt động, theo quy ước được ký hiệu bằng chữ N, là số hạt cấu thành trong hệ đó.[1] Số hạt là một tham số cơ bản trong nhiệt động lực học liên hợp với tiềm năng hóa học. Không giống như hầu hết các đại lượng vật lý, số hạt là một đại lượng không thứ nguyên. Đây là một tham số mở rộng, vì nó tỷ lệ thuận với kích thước của hệ thống đang được xem xét, và do đó chỉ có ý nghĩa đối với các hệ thống khép kín.

Một hạt cấu thành là một hạt không thể bị phá vỡ thành các mảnh nhỏ hơn ở quy mô năng lượng k·T tham gia vào quá trình (trong đó khằng số BoltzmannTnhiệt độ). Ví dụ, đối với một hệ nhiệt động bao gồm một pít-tông chứa hơi nước, số hạt là số phân tử nước trong hệ thống. Do đó, ý nghĩa của hạt cấu thành, và do đó là số hạt, do đó phụ thuộc vào nhiệt độ.

Xác định số hạtSửa đổi

Khái niệm về số hạt có vai trò chính trong các xem xét lý thuyết. Trong các tình huống mà số hạt thực tế của một hệ nhiệt động nhất định cần phải được xác định, chủ yếu trong hóa học, thực tế không thể đo trực tiếp bằng cách đếm các hạt. Nếu vật liệu là đồng nhất và có một lượng chất n được biết tính bằng mol, thì số hạt N có thể được tìm thấy bằng mối quan hệ

N = nN A,

Trong đó NAhằng số Avogadro.[1]

Khối lượng riêng số hạtSửa đổi

Một tham số hệ thống chuyên sâu có liên quan được cho bởi khối lượng riêng số hạt, thu được bằng cách chia số hạt của một hệ thống cho thể tích của nó. Tham số này thường được ký hiệu bằng một chữ cái viết thường n.

Trong cơ học lượng tửSửa đổi

Trong các quá trình cơ học lượng tử, tổng số hạt có thể không được bảo toàn. Do đó, khái niệm này được khái quát hóa cho toán tử số hạt, nghĩa là có thể quan sát được, đếm số lượng các hạt cấu thành.[2] Trong lý thuyết trường lượng tử, toán tử số hạt (xem trạng thái Fock) được liên hợp với pha của sóng cổ điển (xem trạng thái kết hợp).

Trong chất lượng không khíSửa đổi

Một thước đo của ô nhiễm không khí được sử dụng trong tiêu chuẩn chất lượng không khí là nồng độ khí quyển của hạt vật chất. Biện pháp này thường được biểu thị bằng μg/m3 (microgam trên mét khối). Trong định mức phát thải hiện tại của EU đối với ô tô, xe tải và xe tải và trong định mức phát thải sắp tới của EU đối với máy móc thiết bị di động không đường, các phép đo và giới hạn số hạt được xác định, thường được gọi là PN, với các đơn vị [#/km] hoặc [#/kWh]. Trong trường hợp này, PN biểu thị một lượng hạt trên mỗi đơn vị khoảng cách (hoặc công).

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a ă Benenson, Walter; Harris, John; Stöcker, Horst (2002). Handbook of Physics. Springer. ISBN 0-387-95269-1. 
  2. ^ Schumacher, Benjamin; Westmoreland, Michael (2010). Quantum Processes, Systems, and Information. Cambridge University Press.