ترمودینامیک سیستم های کوچک - تصحیحی بر تئوری عمومی Hill

نانوتکنولوژی یکی از مهم ترین علومی است که درتمام حوزه ها وارد و تحقیقات بسیاری در این زمینه انجام شده است. بخش گسترده ای از این تحقیقات، بررسی خواص سیستم ها و مواد در مقیاس نانو و مقایسه با همتای ماکروسکوپی آنها می باشد. علاوه بر این، تحقیقاتی هم روی ترمودینامیک این گونه سیستم ها صورت گرفته است. از جمله مهم ترین مباحث ترمودینامیک سیستم های کوچک می توان به ترمودینامیک سیستم های کلوییدی، ترمودینامیک حاکم بر محلول های پروتئینی و آنزیمی؛ و ترمودینامیک مواد اشاره کرد. مهم ترین مشخصه ای که در ترمودینامیک سیستم های کوچک مطرح است خواص ذاتی یا غیر افزونی است. با کاهش ابعاد سیستم، نسبت تعداد اتم های موجود در سطح، به تعداد اتم های موجود در حجم افزایش می یابد و این باعث افزایش اهمیت سهم سطح در فیزیک این سیستم ها می شود. در ترمودینامیک سیستم های کوچک دو رویکرد کلی وجود دارد: یکی کارهایی که Hill با همکاری Chamberlin انجام داده است که در آن روابط ترمودینامیکی را با در نظر گرفتن اثرات سطحی اصلاح کرده است و دیگری نتایج کلی مکانیک آماری Boltzman- Gibbs است که علاوه بر بررسی خواص جمع پذیری کمیات ترمودینامیک، خصوصیات غیر گسترده این سیستم ها را نیز شامل می شود. درنهایت، هر دو رویکرد، یک طرح کلی را برای تعمیم ترمودینامیک ماکروسکوپی به سیستم های کوچک بیان می کند. در این تحقیق اثرات نوسانات حرارتی (که کاربرد مهمی نیز در صنایع دارد) درتئوری Hill در نظر گرفته شده است.