UFPF518 Fundamentals of thermodynamics and statistical physics

Faculty of Philosophy and Science in Opava
Winter 2017
Extent and Intensity
3/2/0. 7 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
RNDr. Martin Blaschke, Ph.D. (lecturer)
RNDr. Martin Blaschke, Ph.D. (seminar tutor)
Guaranteed by
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Faculty of Philosophy and Science in Opava
Prerequisites
Basic knowledge of the mechanics (also analytical), molecular physics
and quantum 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
Course objectives
Students will learn about the principles and methods of thermodynamics and statistical physics (both classical and quantal) and about their applying especially in astrophysics and particle physics.
Syllabus (in Czech)
  • Základní pojmy a postuláty termodynamiky. Stavové rovnice. Nultý zákon
    termodynamiky. Vnitřní energie a její změny. I. zákon termodynamiky.
    Tepelné kapacity C_p a C_V a vztah mezi nimi. Mayerův vztah. Práce ideálního
    plynu při různých vratných dějích. Carnotův cyklus, Carnotova věta,
    Clausiova rovnice. Termodynamická teplotní stupnice. Pfaffovy formy. II.
    zákon termodynamiky, jeho fyzikální obsah a různé formulace. Entropie.
    Termodynamické potenciály, Maxwellovy vztahy. Komponenty a fáze, fázové
    diagramy jednokomponentních soustav. Koexistenční křivka, trojný bod,
    kritický bod. Rovnice Clapeyronova a rovnice z ní odvozené. Gibbsovo fázové
    pravidlo. Klasifikace fázových přechodů. III. zákon termodynamiky,
    Nernstova, Simonova a Falkova formulace. Vratné a nevratné děje. Zákon
    růstu entropie. Základní pojmy klasické statistické fyziky. Kanonická
    invariantnost fázového objemu, Liouvilleův teorém. Ergodická hypotéza.
    Základní pojmy kvantové statistické fyziky. Operátor a matice hustoty,
    kvantový Liouvilleův teorém. Mikrokanonický soubor. Boltzmannův vztah
    pro entropii. Gibbsovo kanonické rozdělení, Maxwellův-Boltzmannův zákon
    rozdělení rychlosti. Grandkanonické rozdělení. Ideální plyny bosonů a
    fermionů. Boseho-Einsteinovo a Fermiho-Diracovo rozdělení.
Literature
    recommended literature
  • Kvasnica, J. Statistická fyzika. Academia, Praha, 1998. ISBN 80-200-0676-1. info
  • Čulík F., Noga M. Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky. Alfa, Bratislava, 1993. info
  • Kvasnica, J. Termodynamika. SNTL Praha, 1965. info
    not specified
  • Atkins, P., de Paula, L. Fyzikální chemie. Praha, 2013. ISBN 978-80-7080-830-6. info
  • Reif F. Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. McGraw-Hill, 1965. info
Teaching methods
Lectures, tutorial sessions, regularly assigned and evaluated home tasks.
Assessment methods
Credit
Active participation on tutorial sessions and the timely completion of home tasks is required. Detailed criteria will be announced by the tutorial lecturer. The exam consists of the main written part and a supplemental oral part.
Language of instruction
Czech
Further comments (probably available only in Czech)
The course can also be completed outside the examination period.
Teacher's information
The attending of lectures is recommended, that of tutorial sessions is
compulsory. If a student was absent for serious reasons, the teacher may
prescribe him/her an alternative way of fulfilling the duties.
The course is also listed under the following terms Winter 2014, Winter 2015, Winter 2016, Winter 2018, Winter 2019.
  • Enrolment Statistics (Winter 2017, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/winter2017/UFPF518