¿Por qué el calor es macroscópico?

“Macroscópico” en lugar de “microscópico” significa “con respecto a la imagen grande en un sistema de demasiados componentes individuales”.

Como sabrán, “calor” como en “energía térmica” es una medida de la velocidad de los componentes individuales, es decir, partículas en un gas. Sin embargo, esto es solo una medida del promedio estadístico de esta velocidad; Si tuviera un dispositivo para medir la velocidad de partículas individuales, obtendría un valor aleatorio después de una cierta distribución, dependiendo de la temperatura (que podría ser una distribución de Maxwell-Boltzmann o similar).

No es posible que ninguno de estos componentes tenga sentido del concepto de calor. Medir la velocidad de una sola partícula es una medida de la energía cinética de esta partícula. Si observa la interacción de dos gases, donde cada gas está compuesto por multitudes de partículas de 10²³, ya no es real pensar en partículas individuales, solo puede pensar en los conjuntos de partículas. Por lo tanto, los términos como “calor / energía térmica”, “temperatura”, “presión” solo son aplicables para conjuntos, describen en valores simples lo que es importante saber estadísticamente sobre el sistema a gran escala (= “macroscópico”). no describe ningún detalle exacto sobre los movimientos de partículas a pequeña escala (= “microscópico”) … que, de hecho, son casi imposibles de rastrear incluso para unas pocas decenas de partículas individuales, debido a sus interacciones aleatorias.

Tu maestro quiere decir que esas cosas solo tienen sentido cuando te refieres a un sistema con una gran cantidad de partículas.

¿Cuál es la presión de un solo átomo? Cual es su temperatura Esas cosas no tienen significado para un pequeño número de partículas, ya sea un átomo o cincuenta. Sin embargo, una vez que comenzamos a hablar de miles de millones y miles de millones de ellos, hay una manera significativa de definir la presión, el volumen, la temperatura y el calor.

El calor es macroscópico de la misma manera que no hay un átomo de madera y que los protones, los neutrones y los electrones no tienen colores. De la misma manera que una playa o un acantilado de un solo grano de arena, o un arco iris o una ola de una sola gota, no significaría nada.

Algunas cosas tienen sentido solo como una colectividad.

El calor es exactamente como vemos la energía promedio de agitación de una colección de cosas pequeñas.

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