Numer cząstek - Particle number

Liczba cząstek (lub liczba cząstek ) układu termodynamicznego , umownie oznaczona literą N , jest liczbą cząstek składowych w tym układzie. Liczba cząstek jest zasadniczym parametrem w termodynamice , która jest sprzężona do potencjału chemicznego . W przeciwieństwie do większości wielkości fizycznych , liczba cząstek jest wielkością bezwymiarową . Jest to obszerny parametr , ponieważ jest wprost proporcjonalny do wielkości rozważanego systemu, a zatem ma znaczenie tylko dla systemów zamkniętych .

Cząstek składnika jest ten, który nie może zostać podzielony na mniejsze części w skali energii, k-t udział w procesie technologicznym (w którym k jest stałą Boltzmanna , a T jest temperatura ). Na przykład w przypadku układu termodynamicznego składającego się z tłoka zawierającego parę wodną, ​​liczba cząstek to liczba cząsteczek wody w układzie. Znaczenie cząstki składowej, a tym samym liczby cząstek, jest zatem zależne od temperatury.

Określanie liczby cząstek

Pojęcie liczby cząstek odgrywa główną rolę w rozważaniach teoretycznych . W sytuacjach, gdy trzeba określić rzeczywistą liczbę cząstek danego układu termodynamicznego, głównie w chemii , praktycznie nie jest możliwe bezpośrednie zmierzenie jej przez zliczanie cząstek. Jeżeli materiał jest jednorodny i ma znaną ilość substancji n wyrażoną w molach , liczbę cząstek N można znaleźć z zależności

N = NN ,

gdzie N jest stała Avogadro .

Gęstość liczby cząstek P

Podobnym intensywne parametrach systemu jest przez cząstki gęstością , uzyskane przez podzielenie liczby cząstek układu jego objętości . Ten parametr jest często oznaczany małą literą n .

W mechanice kwantowej

W procesach mechaniki kwantowej całkowita liczba cząstek może nie zostać zachowana. Pojęcie to jest zatem uogólnione na operator liczby cząstek , czyli obserwable, który zlicza liczbę cząstek składowych. W kwantowej teorii pola operator liczby cząstek (patrz stan Focka ) jest sprzężony z fazą fali klasycznej (patrz stan koherentny ).

W jakości powietrza

Jedną z miar zanieczyszczenia powietrza stosowaną w normach jakości powietrza jest stężenie pyłu zawieszonego w powietrzu . Miara ta jest zwykle wyrażana w μg/m ³ ( mikrogramy na metr sześcienny). W obecnych normach emisji UE dla samochodów osobowych, dostawczych i ciężarowych oraz w nadchodzącej normie emisji spalin dla maszyn samojezdnych nieporuszających się po drogach określane są pomiary i limity liczby cząstek stałych, zwane potocznie PN , w jednostkach [#/km] lub [# /kWh]. W tym przypadku PN wyraża ilość cząstek na jednostkę odległości (lub pracę).

Bibliografia