Número de partícules

El número de partícules d'un sistema termodinàmic, indicat de manera convencional en la lletra N, és la cantitat numèrica de partícules que constituïxen eixe sistema. El número de partícules és un paràmetro fonamental en termodinàmica. Esta cantitat representa la variable conjugada al potencial químic. A diferència de la majoria de les cantitats físiques, el número de partícules és una magnitut adimensional. És un paràmetro extensiu, ya que és directament proporcional al tamany del sistema que s'està considerant. Per esta raó, té rellevància únicament per a sistemes tancats.

Una partícula constituent és aquella que no pot ser dividida en partícules menors a l'escala d'energia kT involucrada en el procés (a on k és la constant de Boltzmann i T és la temperatura). Per eixemple, per a un sistema termodinàmic que consistix d'un pistón que conté vapor d'aigua, el número de partícules és el número de molècules d'aigua en el sistema. El significat de «partícula constituent», i per lo tant, de «número de partícules» depén llavors de la temperatura.

Determinació del número de partícules

El concepte de número de partícules té una gran importància en les consideracions teòriques. En situacions en les que es necessita determinar el número de partícules real d'un sistema termodinàmic dau, principalment en química nos és possible de manera pràctica medir este número directament contant les partícules. Si el material és homogéneu i té una cantitat de substància coneguda n, expressada en molés, el número de partícules pot obtindre's a través de la relació:

$N=n{N}_A$,

a on N_A és el número de Avogadro.

Densitat numèrica de partícules

Un paràmetro intensiu relacionat al número de partícules està donat per la densitat numèrica de partícules. Esta s'obté en dividir el número de partícules del sistema entre el seu volum. La densitat numèrica de partícules està per la calor i eixos canvis