Escala macroscopica

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La escala macroscópica es la escala de longitud en la que los objetos o procesos tienen tamaños que se pueden medir y observar a simple vista .

En relación con los fenómenos y los objetos abstractos, la escala macroscópica describe la existencia en el mundo tal como la percibimos, a menudo en contraste con la experiencia ( microscopía ) y la teoría (física del microcosmos, física estadística ), donde los objetos geométricos de menos de un milímetro de largo son considerado

La visión macroscópica al ver una pelota nos dice que es solo una pelota. La visión microscópica puede revelar una gruesa capa de piel con una forma redonda, que consta de pliegues, grietas y hendiduras (cuando se ve a través de un microscopio ), y más abajo en la escala, puede ver una colección de moléculas de una forma más o menos esférica.

Todo lo relacionado con objetos físicos y parámetros físicos que tienen una extensión geométrica de más de un milímetro se denomina macroscopía. Por ejemplo, la mecánica clásica , que describe el movimiento de la pelota mencionado anteriormente, puede considerarse una teoría principalmente macroscópica. En escalas mucho más pequeñas de átomos y moléculas, la mecánica clásica ya no es válida, y el movimiento de las partículas dentro de un microsistema cuántico se describe mediante la mecánica cuántica . Otro ejemplo es un condensado de Bose-Einstein cerca de la temperatura mínima absoluta , que exhibe efectos cuánticos elementales a nivel macroscópico.

El término "escala macroscópica" también puede significar "vista ampliada", es decir, una vista que solo se puede ver desde una perspectiva grande. La posición macroscópica se puede considerar como el "panorama general".

Lo opuesto a una escala macroscópica es una escala microscópica : estos son objetos más pequeños que los que se pueden ver fácilmente a simple vista y requieren una lente o un microscopio para verlos con claridad.

Escala macroscópica en termodinámica

Convencionalmente, los sistemas macroscópicos en termodinámica incluyen objetos con tamaños de 10 -7  m (100 nm) a 10 12  m [1] . La condicionalidad del límite inferior está relacionada, entre otras cosas, con el hecho de que para la termodinámica no es importante el tamaño del objeto, sino el número de partículas que lo forman. Un cubo de un gas ideal con un borde de 100 nm contiene alrededor de 27.000 partículas en condiciones normales (ver la constante de Loschmidt ). Los objetos habituales de estudio por métodos termodinámicos son sistemas con el número de partículas ( unidades estructurales ) 10 15 -10 55 [2] ( el número de Avogadro es aproximadamente igual a 6 10 23 , el planeta Tierra consta de aproximadamente 10 50 átomos [2] ). La única excepción es un cuerpo absolutamente sólido , independientemente de su tamaño, que no está relacionado con medios continuos y sirve como objeto de estudio de la mecánica , pero no de la termodinámica [2] .

El límite superior de aplicabilidad de las leyes de la termodinámica se encuentra en el campo de los macrosistemas de escalas cósmicas, para los cuales la no aditividad de la energía interna debida a la gravedad aún no es esencial [3] . En su forma actual, las leyes de la termodinámica, incluida su segunda ley, no se pueden aplicar a grandes áreas del Universo ( Metagalaxia ), y más aún al Universo en su conjunto [4] . El área de aplicabilidad de las leyes de la termodinámica a los objetos espaciales está limitada por el requisito de que la condición

donde E es la energía total del sistema; U g es su energía gravitatoria (que se puede estimar utilizando la aproximación newtoniana de la teoría de la gravedad [5] ).

Enlaces

• Micro, Macro, Mega mundos
• Cosmología moderna: la vida en el mundo cuántico

Notas

1. ↑ Khachkuruzov G. A., Fundamentos de termodinámica general y química, 1979 , p. ocho.
2. ↑ 1 2 3 Borshchevsky A. Ya., Química física, volumen 1, 2017 , p. 40
3. ↑ Mironova G. A. et al., Física molecular y termodinámica en preguntas y tareas, 2012 , p. 162.
4. ↑ Bazarov I.P., Termodinámica, 2010 , p. 83.
5. ↑ Terletsky Ya. P., Física estadística, 1994 , p. 343.

Literatura

• Bazarov I.P. Termodinámica. - 5ª ed. - San Petersburgo - M. - Krasnodar: Lan, 2010. - 384 p. - (Libros de texto para universidades. Literatura especial). - ISBN 978-5-8114-1003-3 .
• Borshchevsky A. Ya. Química física. Volumen 1 en línea. Termodinámica general y química. — M. : Infra-M, 2017. — 868 p. — ISBN 978-5-16-104227-4 .
• Mironova G. A., Brandt N. N., Saletsky A. M. Física molecular y termodinámica en cuestiones y problemas. - San Petersburgo. : Lan, 2012. - 475 p. - (Libros de texto para universidades. Literatura especial). - ISBN 978-5-8114-1195-5 .
• Sukhonos S.I. Escala armonía del Universo. - Sofía - M .: 2000. - 312 p.
• Terletsky Ya. P. Física estadística. - 3ra ed., rev. y adicional - M. : Escuela Superior, 1994. - 352 p.
• Khachkuruzov GA Fundamentos de termodinámica general y química. - M. : Escuela superior, 1979. - 268 p.