APONTAMENTOS DE F SICA ESTAT STICA

APONTAMENTOS DE FÍSICA ESTATÍSTICA

António Luís Ferreira
Outubro de 1997

I. Introdução
Os sistemas físicos que encontramos na natureza são constituidos por um grande número de componentes (partículas, àtomos, moléculas). O objectivo fundamental da Física Estatística consiste em deduzir as propriedades macroscópicas dos sistemas a partir das propriedades microscópicas dos seus constituintes. A Termodinâmica, desenvolvida no sec. XIX, permite fazer previsões sobre o comportamento macroscópico dos sistemas sem recorrer a qualquer teoria sobre a estrutura da matéria. O seu desenvolvimento como disciplina da Física foi anterior ao advento das teorias atomísticas modernas. A
Física Estatística ao ligar o mundo microscópico ao mundo macroscópico pode ser entendida como uma justificação da própria Termodinâmica a partir de príncipios fundamentais.
Nestes apontamentos começamos por apresentar de uma forma resumida (cap. II) os conceitos e leis fundamentais da Termodinâmica. Posteriormente, o estudo dos sistemas tendo por base os métodos da
Física Estatística permite regressar à Termodinâmica numa nova perspectiva. Por exemplo, são obtidas interpretações microscópicas para Entropia, Temperatura, Calor, etc.
Começamos por fornecer o conceito de estado microscópico e estado macroscópico, de quantidade observável e média de fase e ainda o conceito de equilíbrio termodinâmico. Surge então o postulado fundamental da Física Estatística como o ponto de partida para o cálculo das propriedades termodinâmicas dos sistemas. Este postulado estabelece que para um sistema isolado em equilíbrio qualquer dos estados microscópicos acessíveis ao sistema e compatíveis com o seu estado macroscópico tem um igual peso estatístico nas médias a calcular.
O postulado fundamental, e portanto a própria Física Estatística de equilibrio, carece de uma fundamentação. A completitude duma descrição microscópica implica que seja em principio possível determinar a evolução dinâmica dum sistema físico