Das kanonische Ensemble

Zusammenfassung

Das kanonische Ensemble ist charakterisiert durch festes Volumen V, feste Teilchenzahl N und feste Temperatur T. Wie lassen sich makroskopische Variablen wie die Energie des Systems oder der Druck aus diesen Angaben berechnen? Gemäß des 1. Postulats der statistischen Thermodynamik müssen wir das Ensemblemittel berechnen. Dies wiederum bedeutet, dass wir diese gesuchten Variablen auch für einen bestimmten Mikrozustand kennen müssen, denn wir wollen gerade über alle Ensemble-Mitglieder mitteln. Wir gehen von einem unendlich großen Wärmebad aus, in welchem sich die Ensemble-Mitglieder befinden. Das unendlich große Wärmebad garantiert, dass alle Ensemble-Mitglieder die konstante, fest vorgegebene Temperatur T besitzen. Damit haben alle Ensemble-Mitglieder die identische Temperatur T und nach Voraussetzung gleiches Volumen V und gleiche Teilchenzahl N. Die Wände aller Teilsysteme sind wärmedurchlässig, Teilchen können die Wände nicht passieren.