Număr de particule

Termodinamică
Schema unei mașini termice Carnot
Ramuri Clasică Statistică Chimică Cuantică la echilibru / nu la echilibru
Principii Zero Primul Al doilea Al treilea
Sisteme Izolat Închis Deschis Adiabatic Stare Ecuație de stare Gaz ideal Gaz real Stare de agregare Fază Echilibru Volum de control Instrumente Procese Destindere liberă Izobar Izocor Izotermic Adiabatic exponent Izentropic Izentalpic Politropic Cvasistatic Reversibil Ireversibil disipare Cicluri Carnot Direct Inversat Randament și eficiență Diagrame termodinamice p-V T-s h-s p-h Psihro
Propertăți ale sistemelor Notă: Parametri conjugați cu italice Proprietăți intensive și extensive Funcții de proces Lucru mecanic Căldură Funcții de stare Temperatură / Entropie Presiune (internă, parțială) / Volum Potențial chimic / Număr de particule Titlul vaporilor Proprietăți reduse
Proprietăți ale materialelor Baze de date cu proprietăți Capacitate termică masică  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Coeficient de compresibilitate  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Coeficient de dilatare volumică  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuații Teorema lui Carnot Teorema lui Clausius Relația fundamentală Legea gazelor ideale Stări corespondente Relațiile Maxwell Relațiile Onsager Ecuațiile Bridgman Tabel cu ecuații termodinamice
Potențiale Energie internă: $U(S,V)$ Energie liberă: $A(T,V)=U-TS$ Entalpie: $H(S,p)=U+pV$ Entalpie liberă: $G(T,p)=H-TS$ Entropie liberă
Istorie Cultură Istorie Generală Istoria entropiei Legile gazelor Istoria perpetuum mobilelor Filozofie Entropie și timp Entropie și viață Clichetul brownian Demonul lui Maxwell Paradoxul morții termice Paradoxul lui Loschmidt Sinergetică Teorii Teoria caloricului Forța vie Echivalentul mecanic al caloriei Putere motrice Lucrări fundamentale An Experimental Enquiry Concerning ... Heat On the Equilibrium of Heterogeneous Substances Réflexions sur la puissance motrice du feu Cronologii Termodinamică mașini termice Artă Învățământ Suprafața termodinamică a lui Maxwell Entropia ca disipare a energiei
Personalități Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Altele Nucleație Autoasamblare Autoorganizare Ordine și dezordine
Categorie

În termodinamică numărul de particule (simbol N) al unui sistem termodinamic este numărul de particule din acel sistem. Numărul de particule este o proprietate termodinamică fundamentală, conjugată cu potențialul chimic. Spre deosebire de majoritatea mărimilor fizice, numărul de particule este o mărime adimensională, în special o mărime numărabilă. Este o proprietate extensivă, deoarece este direct proporțională cu mărimea sistemului luat în considerare și are sens numai pentru sisteme termodinamice închise.

O particulă constitutivă este una care nu poate fi divizată în părți mai mici la scara energiei k•T implicate în proces (unde k este constanta Boltzmann iar T este temperatură). De exemplu, într-un sistem termodinamic constând dintr-un recipient care conține vapori de apă, numărul particulelor este numărul de molecule de apă din sistem. Semnificația particulelor constitutive și, prin urmare, a numerelor de particule, este astfel dependentă de temperatură.

Determinarea numărului de particule

Noțiunea de număr de particule joacă un rol major în considerațiile din fizica teoretică. În situațiile în care numărul real de particule al unui sistem termodinamic dat trebuie determinat, în principal în chimie, practic nu este posibil să-l măsoare direct prin numărarea particulelor. Dacă materialul este omogen și are o cantitate de substanță n cunoscută exprimată în moli, numărul de particule N poate fi găsit prin relația:

$N=nN_{A}$,

unde N_A este constanta lui Avogadro.

Densitatea numărului de particule

Un parametru intensiv este concentrația numărului de particule o mărime de tipul densitate numerică, obținută prin raportarea numărul de particule ale unui sistem la volumul său. Acest parametru este adesea notat cu litera minusculă n.

În mecanica cuantică

În procesele din mecanica cuantică este posibil ca numărul total de particule să nu se conserve. Prin urmare, conceptul este generalizat prin operatorul număr de particule, adică observabilul^⁠(d) care numără numărul de particule constitutive. În teoria cuantică a câmpurilor, operatorul număr de particule este conjugat cu faza undei clasice.

În calitatea aerului

O măsură a poluării aerului utilizată în standardele de calitate a aerului este concentrația atmosferică de particule^⁠(d). Această măsură este de obicei exprimată în μg/m³. În normele actuale ale UE privind emisiile pentru autoturisme, camionete și camioane și în viitoarea normă UE privind emisiile pentru autovehiculele care nu sunt rutiere, măsurătorile și limitele numărului de particule sunt definite, denumite în mod obișnuit „PN”, cu unități [nr/km] sau [nr/kWh]. În acest caz, PN exprimă o cantitate de particule pe unitate de distanță (sau de lucru mecanic).

Vezi și

• Funcție de stare
• Parametru de stare