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¿Qué es la mecánica estadística?

La mecánica estadística es una de las ramas de la física que guarda una estrecha relación con la energía cinética.

La mecánica estadística es una de las ramas de la física que guarda una estrecha relación con la energía cinética, la cual llega a promediar las moléculas cuando estás están en movimiento. Al mismo tiempo, está hace uso de la teoría de la probabilidad debido a que tiene la capacidad de deducción qué el comportamiento de los sistemas físicos macroscópicos poseen con respecto a una cantidad de estadística significativa de los componentes que le son equivalentes.

Todo ello a partir de las hipótesis establecidas con base en los elementos o partículas que son parte de ello, así como las interacciones existentes y que al mismo tiempo son mutuas.

Cuando se habla de sistemas macroscópicos se trata de aquellos que poseen una cierta cantidad de partículas próximas a la constante de Avogadro. Siendo estás de un gran tamaño, por lo que estos sistemas tienden a encontrarse en escalas cotidianas que son para el humano.

A pesar de ello, dichas partículas constituyen una escala atómica.  Podríamos utilizar como ejemplo simple para que pueda ser entendido. En qué se basa un sistema macroscópico, un vaso de agua.

De allí la importancia que todo profesional de la Ingeniería industrial logré manejar las técnicas estadísticas que estudian los sistemas. Debido a que al ser de gran tamaño, resulta ser imposible que sea manejado por un sistema computarizado que logre llevar un registro del Estado físico de cada una de las partículas y así considerar cuál será el comportamiento de dicho sistema. 

Por esto, el manejo de las leyes de la física y de la mecánica estadística son imprescindibles para el desarrollo de esta carrera. Si deseas obtener más información puedes acceder a nuestro enlace, allí encontrarás toda la información pertinente. 

¿Cuál es la utilidad de la mecánica estadística? 

La utilidad que presta la mecánica estadística se basa en la combinación del comportamiento microscópico de los sistemas que son estudiados con el comportamiento macroscópico grupal.  De tal manera que, cuándo se obtiene un conocimiento certero de cómo es el comportamiento de un sistema, puede detallarse con precisión el comportamiento del otro sistema. Permitiendo lograr dar una descripción certera y apropiada en cuanto a los campos de la naturaleza estocástica, tales como las reacciones nucleares o los sistemas biológicos. 

¿Cuál es la aplicación en otras áreas? 

La mecánica estadística tiende a aplicarse en otros ámbitos con base en la construcción de las leyes que manejan dicha disciplina o las referidas a la mecánica cuántica. Esto podrá aplicarse según sea la naturaleza de los problemas o las situaciones que se deban estudiar. Sin embargo, es importante esclarecer qué la mecánica física es de fácil aplicación en otras diversas áreas que le son ajenas a la física, tales como los estudios económicos.

Por tanto, esta disciplina ha sido utilizada en las distribuciones de las rentas, en dónde se logra deducir mediante su contribución a conocer cuáles son los estados de equilibrio, qué se establecen en las mismas, esto hace referencia a lo que se conoce como economía.

Mediante todas estas aplicaciones es donde se encuentra la relación que puede establecerse con la ingeniería industrial, y él porque resulta relevante el estudio de estas disciplinas para la aplicación de la carrera. Si deseas obtener información adicional para tu preparación, solo basta con acceder a nuestro enlace y te daremos toda la información necesaria.

Conoce la relación con la termodinámica 

La relación que existe entre la mecánica estadística y la termodinámica es con base en los Estados microscópicos y macroscópicos.  La cual consigue una estrecha relación con base en la famosa fórmula de Ludwig Boltzmann de la entropía: {\displaystyle S(E,N,V)=k_{B}\log(\Omega )\,}{\displaystyle S(E,N,V)=k_{B}\log(\Omega )\,}. 

Donde {\displaystyle \Omega }Omega  es la cantidad de estados microscópicos que son compatibles con una energía. Así como el volumen y número de partículas dado y, {\displaystyle k_{B}}{\displaystyle k_{B}} es lo que se conoce como la constante de Boltzmann.

Bajo esta premisa, se obtiene que los términos permiten que la termodinámica, a través de la entropía definida en cuanto a las variables naturales, permite dar una información termodinámica entera de todo el sistema. A su vez, se pueden obtener también las configuraciones microscópicas que permiten definir la entropía a través de dicha fórmula.  Dichas configuraciones pueden obtenerse mediante los modelos que se hagan de los sistemas reales a través de su daltoniano mecánico.

A pesar de los estudios realizados en la actualidad, dicha expresión no es la que se utiliza comúnmente para realizar los diferentes cálculos. Es lo que se conoce como la ecuación puente para el cálculo en el colectivo microcanónico. A su vez, también existen otros colectivos, tales como el colectivo canónico o el colectivo microcanónico, considerados de mayor interés por su practicidad. 

El objeto de su Postulado 

El postulado de la mecánica estadística se basa en el estudio de los sistemas aislados en equilibrio, así como la probabilidad existente en cada uno de los microestados. Dicho postulado es fundamental en la mecánica estadística para establecer el equilibrio que debe existir entre los sistemas, y en el cual no haya preferencias por ninguno de los microestados que se encuentren disponibles. 

Este postulado encuentra su valor y necesidad en el objeto de llegar a una conclusión para poder lograr que un sistema se encuentre en equilibrio. En donde el estado termodinámico, que hace referencia al macroestado, podría terminar resultando de un mayor número de microestados en el macroestado con mayor probabilidad dentro del sistema. 

Dicho postulado encuentra su justificación en gran medida por los sistemas clásicos, tales como el teorema de Liouville (Hamilton), el cual demuestra que la distribución de los puntos que accedan a los sistemas por medio del espacio de fases es lineal en algún punto.  En dónde se justifica de forma similar a los sistemas discretos que proporcionan el mecanismo de balance detallado. 

El trabajo que se realiza y se opera dentro de la Ingeniería industrial permite adentrarse en las bases de los distintos postulados encontrados en la física. Permitiendo que el profesional de esta carrera pueda aplicarlos en su proceso de labor. Si deseas obtener información sobre nuestra carrera, te invitamos a que ingreses a nuestro enlace y obtengas todos los requerimientos esenciales para desarrollarte como ingeniero.

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