عدد الجسيمات

في الديناميكا الحرارية ، يُعرف عدد الجسيمات (رمزه N ) في النظام الديناميكي الحراري بأنه عدد الجسيمات المكونة لهذا النظام. ^{[ 1 ]} يُعد عدد الجسيمات خاصية ديناميكية حرارية أساسية ، وهو مُرتبط بالجهد الكيميائي . على عكس معظم الكميات الفيزيائية ، فإن عدد الجسيمات كمية لا بُعدية ، وتحديدًا كمية قابلة للعد . وهي خاصية شاملة ، إذ تتناسب طرديًا مع حجم النظام قيد الدراسة، وبالتالي فهي ذات معنى فقط للأنظمة المغلقة .

الجسيم المكون هو الجسيم الذي لا يمكن تقسيمه إلى أجزاء أصغر عند مستوى الطاقة k·T المتضمنة في العملية (حيث k هو ثابت بولتزمان و T هي درجة الحرارة ). على سبيل المثال، في نظام ديناميكي حراري يتكون من مكبس يحتوي على بخار ماء ، فإن عدد الجسيمات هو عدد جزيئات الماء في النظام. وبالتالي، فإن معنى الجسيمات المكونة، ومن ثم أعداد الجسيمات، يعتمد على درجة الحرارة.

يلعب مفهوم عدد الجسيمات دورًا رئيسيًا في الاعتبارات النظرية . في الحالات التي تتطلب تحديد العدد الفعلي للجسيمات في نظام ديناميكي حراري معين، وخاصة في الكيمياء ، لا يمكن عمليًا قياسه مباشرةً عن طريق عدّ الجسيمات. إذا كانت المادة متجانسة وتحتوي على كمية معلومة منها (n) معبر عنها بالمولات ، فيمكن إيجاد عدد الجسيمات (N)  من خلال العلاقة التالية : ${\displaystyle N=nN_{A}}$، حيث N _A هو ثابت أفوجادرو . ^{[ 1 ]}

من بين معلمات النظام المكثفة ذات الصلة كثافة عدد الجسيمات (أو تركيز عدد الجسيمات ، PNC)، وهي كمية من نوع كثافة العدد الحجمية تُحسب بقسمة عدد الجسيمات في النظام على حجمه . ويُرمز لهذه المعلمة عادةً بالحرف n الصغير .

في العمليات الميكانيكية الكمومية ، قد لا يُحفظ العدد الإجمالي للجسيمات. ولذلك، يُعمم المفهوم ليشمل مؤثر عدد الجسيمات ، أي الكمية القابلة للرصد التي تحسب عدد الجسيمات المكونة. ^{[ 2 ]} في نظرية الحقل الكمومي ، يكون مؤثر عدد الجسيمات (انظر حالة فوك ) مترافقًا مع طور الموجة الكلاسيكية (انظر الحالة المتماسكة ).

يُعد تركيز الجسيمات العالقة في الغلاف الجوي أحد مقاييس تلوث الهواء المستخدمة في معايير جودة الهواء . ويُعبّر عن هذا المقياس عادةً بوحدة ميكروغرام/متر مكعب (μg/m³ ) . ^في معايير الانبعاثات الحالية للاتحاد الأوروبي للسيارات والشاحنات الصغيرة والشاحنات، وفي معيار الانبعاثات القادم للاتحاد الأوروبي للآلات المتنقلة غير المخصصة للطرق، تُحدد قياسات وحدود عدد الجسيمات، والتي يُشار إليها اختصارًا بـ PN ، بوحدات [#/كم] أو [#/كيلوواط ساعة]. في هذه الحالة، يُعبّر PN عن كمية الجسيمات لكل وحدة مسافة (أو شغل).