Termodinamik potensiallar

Misollar

1-misol: mutlaq nol va Geyzenbergning noaniqligi

Geyzenbergning noaniqlik printsipi zarrachaning holati va impuls momentidagi noaniqlik, masalan, kristall panjara atomlarida bir-biridan mustaqil emas, aksincha quyidagi tengsizlikka amal qiladi:
Δx ⋅ Δp ≥ h
Bu erda h Plankning doimiysi. Ya'ni, pozitsiyadagi noaniqlik momentumdagi noaniqlikka ko'paytirilgan (massa tezligi tezligi) Plank konstantasidan katta yoki unga teng, uning qiymati juda kichik, ammo nolga teng emas: h = 6,63 x 10-34 J s.
Va noaniqlik printsipi termodinamikaning uchinchi qonuni bilan qanday bog'liq? Agar kristal panjaradagi atomlarning o'rni aniq va aniq bo'lsa (Dx = 0) u holda bu atomlarning tezligi 0 va cheksiz orasida har qanday qiymatni qabul qilishi mumkin. Bu mutlaq nolga teng bo'lganida, issiqlik qo'zg'alishining barcha harakati to'xtashi bilan zid keladi.
O'zaro ravishda, agar mutlaq nol haroratda bo'lsa, barcha qo'zg'alish to'xtaydi va panjaradagi har bir atomning impulsi aniq nolga teng (Δp = 0), unda Geyzenberg noaniqlik printsipi har bir atomning pozitsiyalaridagi noaniqlik cheksiz bo'lishini, ya'ni ular har qanday holatda bo'lishi mumkinligini anglatadi.
Oldingi bayonot natijasida mikrostatlar soni cheksizlikka intiladi va entropiya ham noaniq qiymatga ega bo'ladi.

2-misol: Supero'tkazuvchi va geliy-4 g'alati holati

Juda past haroratlarda paydo bo'ladigan supero'tkazuvchanlikda moddalar o'z molekulalari orasidagi ichki ishqalanishni yo'qotadi yopishqoqlik. Bunday holatda suyuqlik doimiy ravishda ishqalanmasdan aylanishi mumkin, ammo muammo bu haroratda geliydan boshqa deyarli hech narsa suyuq bo'lmaydi.
Geliy va geliy 4 (uning eng ko'p izotopi) noyob holatni tashkil qiladi, chunki atmosfera bosimi va absolyut nolga yaqin haroratlarda geliy suyuq bo'lib qoladi.
Geliy-4 ga atmosfera bosimida 2,2 K dan past harorat tushganda u a bo'ladi superfluid. Ushbu kashfiyot 1911 yilda Leydenda gollandiyalik fizik Xayk Kamerlingh Onnes (1853-1926) tomonidan sodir bo'lgan.
Geliy-4 atomi a boson. Bosonlar, fermionlardan farqli o'laroq, barchasi bir xil kvant holatini egallashi mumkin bo'lgan zarralardir. Shuning uchun bosonlar Paulini chiqarib tashlash printsipini bajarmaydilar.
2,2 K dan past haroratdagi barcha geliy-4 atomlari bir xil kvant holatini egallaydi va shuning uchun bitta supero'tkazuvchi geliy-4 S = 0 ga ega ekanligini anglatuvchi bitta mikrostat mavjud.