Energy Distribution

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The partition function not only allows calculating the average value of energy, it also allows determining the mean value of the square and thus the standard deviation of the probability of energy.

>Model

ID:(1570, 0)



Energy Distribution

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The partition function not only allows calculating the average value of energy, it also allows determining the mean value of the square and thus the standard deviation of the probability of energy.

Variables

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units
$\beta$
beta
Beta del sistema
1/J
$\overline{(\Delta E)^2}$
DE2
Desviación de la energía al cuadrado
J^2
$E_r$
E_r
Energía del estado $r$
J
$Z$
Z
Función Partición
-
$r$
r
Numero del estado
-
$\bar{E^2}$
mE2
Promedio de la energía al cuadrado
J^2

Calculations


First, select the equation:   to ,  then, select the variable:   to 

Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

 Variable   Given   Calculate   Target :   Equation   To be used



Equations


Examples

La energ a promedio se calcula como el promedio ponderado de las energ as al cuadrado con la probabilidad de los distintos estados r con list=3524

equation=3524\\n\\nde la forma\\n\\n

$\bar{E^2}=\displaystyle\frac{\displaystyle\sum_rP_rE_r^2}{\displaystyle\sum_rP_r}$



con lo que se obtiene con list

equation

Como el promedio de la energ a al cuadrado es con list=11617

equation=11617\\n\\ny como la expresi n en el numerador se puede escribir como\\n\\n

$\sum_re^{-\beta E_r}E_r^2=-\displaystyle\frac{\partial}{\partial\beta}\left(\sum_re^{-\beta E_r}E_r\right)=\displaystyle\frac{\partial^2}{\partial\beta^2}\left(\sum_re^{-\beta E_r}\right)$



se tiene con la definici n de la funci n partici n con list=3527

equation=3527



que con list

equation

Como la energ a promedio es con list=3528

equation=3528



el promedio del cuadrado de la energ a es con list3529

equation=3529\\n\\ny la dispersi n se calcula como\\n\\n

$\overline{(\Delta E)^2}=\overline{E^2}-\overline{E}^2$

\\n\\nse tiene que\\n\\n

$\overline{(\Delta E)^2}=\displaystyle\frac{1}{Z}\displaystyle\frac{\partial^2Z}{\partial\beta^2}-\left(\displaystyle\frac{1}{Z}\displaystyle\frac{\partial Z}{\partial\beta}\right)^2$



lo que se puede mostrar con list es igual a

equation


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