Fluctuaciones térmicas

En mecánicas estadísticas, las fluctuaciones térmicas son desviaciones aleatorias de un sistema de su estado promedio, aquello ocurre en un sistema en equilibrio.Todas las fluctuaciones térmicas tienden a ser más grandes y más frecuentes con los aumentos de temperatura, y así mismo existe una disminución de aquellas cuando la temperatura se acerca al cero absoluto.Las fluctuaciones térmicas generalmente afectan a todos los grados de libertad de un sistema: puede haber vibraciones aleatorias (fonón), rotaciones aleatorias (roton), excitaciones electrónicas aleatorias, y así sucesivamente.Variables termodinámicas, como presión, temperatura, o entropía, así mismo experimentan fluctuaciones térmicas.Por ejemplo, para un sistema que tiene una presión de equilibrio, la presión del sistema fluctúa hasta cierto punto sobre el valor de equilibrio.Sólo las 'variables de control' de conjuntos estadísticos (como N, V y E en la colectividad microcanica) no varían.Las fluctuaciones térmicas son una fuente de ruido en muchos sistemas.Las fuerzas aleatorias que da el aumento a fluctuaciones térmicas es una fuente de ambas difusión y disipación (incluyendo amortiguamiento y viscosidad).Los efectos competitivos de la deriva aleatoria y la resistencia a la deriva están relacionados por el teorema de fluctuación-disipación.Las fluctuaciones térmicas juegan una función importante en transiciones de fase y cinética química.El volumen en del espacio de fasees un constante que depende de las propiedades específicas del sistema yEn el caso que ésta hiperesfera tenga una dimensionalidad muy alta,, El cual es el caso habitual en termodinámica, esencialmente todo el volumen se encontrara cerca a la superficie Donde usamos la fórmula de recursiónse extiende a lo largo de dos mundos: (i) el macroscópico en el que está considerado una función de la energía, y las otras variables extensas, como el volumen, que se ha mantenido constante a diferencia del volumen de fase, y (ii) el mundo microscópico donde representa el número de complexiones que es compatible con un estado macroscópico dado.Es esta cantidad a la que Planck se refirió como la probabilidad 'termodinámica'.Difiere de la probabilidad clásica en la medida en que cuando no pueda ser normalizado; aquello es, su integral encima todas las energías diverge—pero diverge como poder de la energía y no más rápido.Desde su integral encima todas las energías es infinitas, podríamos intentar considerar su transformada de Laplace.A la que se le puede dar una interpretación física.Este último nombre se debe a el hecho que los derivados de su logaritmo genera los momentos centrales, concretamente, Y así sucesivamente, donde el primer término es la energía media y el segundo es la dispersión en energía.No aumenta más rápido que la potencia de la energía asegura que estos momentos serán finitos.Para fluctuaciones Gaussianas (es decir, valores medianos y más probables coinciden), y la retención de los términos de orden más bajo da como resultado Esto es la distribución Gaussiana, o normal, el cual está definido por sus primeros dos momentos..En general, se necesitarían todos los momentos para especificar la densidad de probabilidad,[1]​ Este es el teorema del límite central que se aplica a los sistemas termodinámicos.Si el volumen de la fase aumenta a medida queReorganizar la distribución normal de modo que se convierta en una expresión para la función de estructura y evaluarla engive De la expresión del primer momento se deduce queLas expresiones dadas abajo son para sistemas que están cercanos al equilibrio y tienen efectos cuánticos insignificantes.[3]​ En la siguiente tabla se indican las fluctuaciones cuadradas medias de las variables termodinámicasSin embargo la parte pequeña todavía tiene que ser bastante grande, para tener efectos cuánticos insignificantes.