FPF:UF1U500 Thermodynamics and Statistical - Course Information
UF1U500 Thermodynamics and Statistical Physics
Faculty of Philosophy and Science in OpavaWinter 2011
- Extent and Intensity
- 3/2/0. 9 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
- Teacher(s)
- doc. RNDr. Emil Běták, DrSc. (lecturer)
RNDr. Martin Blaschke, Ph.D. (seminar tutor) - Guaranteed by
- doc. RNDr. Emil Běták, DrSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava - Prerequisites (in Czech)
- UF1U004 Theoretical Mechanics || UF1U054 Theoretical Mechanics
- Course Enrolment Limitations
- The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
- fields of study / plans the course is directly associated with
- Astrophysics (programme FPF, B1701 Fyz)
- Theoretical Physics (programme FPF, M1701 Fyz)
- Course objectives (in Czech)
- Výuka předmětu je rozdělena na dvě části. V první se studenti seznámí se základy klasické termodynamiky. Základem je popis savového chování ideálních a reálných plynů, výklad pokračuje formulacemi 1., 2. a 3. věty termodynamické, které jsou výchozím bodem popisu fázových rovnovách. Výklad klasické termodynamiky ukončuje pasáž o kinetické teorii ideálního plynu včetně teorie transportních procesů. Druhá část kurzu je věnována statistické mechanice. V úvodu je ukázáno, jak lze pomocí statistického přístupu odvodit výsledky získané fenomenologickým přístupem klasické termodynamiky. V závěru se studenti seznámí s některými moderními metodami počítačových simulací fyzikálních systémů. Sylabus (platí pro přednášku i cvičení) Předmět a základní pojmy termodynamiky. Stavové parametry vnitřní a vnější; termodynamická rovnováha, teplota; stavová rovnice; vnitřní energie a její změny; práce, teplo; I. Princip termodynamiky a jeho matematická formulace. Tepelné kapacity a vztahy mezi nimi; enthalpie; adiabatický děj; aplikace obecných vztahů na ideální plyn; absolutní plynová teplota; vratné a nevratné procesy; Carnotův cyklus s ideálním plynem. II. princip termodynamiky a jeho důsledky. Clausiova, Kelvinova, Planckova a Carathéodoryho formulace a jejich ekvivalence; Carnotova věta; matematické vyjádření druhého principu; Clausiova rovnice; entropie; absolutní termodynamická teplota, souvislost s plynovou teplotou; volná energie, Gibbsova funkce; vztahy mezi derivacemi termodynamických veličin; Gibbsovy-Helmholtzovy rovnice; aplikace na fázové přechody; Clausiova-Clapeyronova rovnice; Gibbsovo fázové pravidlo; entropie při nevratných procesech. III. princip termodynamiky. Nernstova-Planckova, Falkova, Simonova formulace, jejich ekvivalence. Základní pojmy statistické fyziky. Fázový prostor; Liouvilleova věta; mikrostavy a makrostavy; distribuční funkce; Liouvilleova rovnice; statistické soubory; ergodická hypotéza; matice hustoty. Statistická rozdělení. Mikrokanonické, kanonické a grandkanonické rozdělení; souvislost statistických a termodynamických veličin; statistická definice entropie; statistická suma; Maxwellova-Boltzmannova statistika; Maxwellovo a Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení. Kvantové statistiky ideálních plynu. Bosony a fermiony; Boseho-Einsteinovo rozdělení; fotonový plyn; kondenzace bozonového plynu; Fermiovo-Diracovo rozdělení; degenerovaný plyn fermionů.
- Language of instruction
- Czech
- Further Comments
- The course can also be completed outside the examination period.
- Enrolment Statistics (Winter 2011, recent)
- Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/winter2011/UF1U500