Termodynamika z elementami fizyki statystycznej 1100-2AF22
- Informacja o wykadzie, termodynamika klasyczna a fizyka statystyczna, ziarnista budowa materii;
układ termodynamiczny, równowaga termodynamiczna, zerowa zasada termodynamiki, dochodzenie do równowagi termicznej;
temperatura empiryczna, pomiary temperatury, termometry, skala Fahrenheita, Celsjusza i Kelvina, jednostki SI. - Własności cieplne: rozszerzalność cieplna cieczy i ciał stałych, własności elektryczne,
promieniowanie cieplne (pr. Kirchhoffa, I pr. Wiena, rozkład Plancka, pr. Stefana-Boltzmanna);
ciśnienie, równanie r. hydrostatycznej, pływanie, wzór barometryczny, ściśliwość. - Równanie stanu gazu doskonałego, gazy rzeczywiste, rozwinięcia wirialne;
równania stanu v.d.Waalsa, parametry krytyczne, powierzchnie stanów substancji rzeczywistych;
inne układy termodynamiczne (nie p-V), pryzkłady: drut, powierzchnie, ogniwo Daniella, paramagnetyk. - Praca, procesy kwazistatyczne, przemiany odwracalne i nieodwracalne;
pierwsza zasada termodynamiki dla procesów adiabatycznych, energia wewnętrzna, doświadczenie Joule'a;
ciepło i pierwsza zasada termodynamiki;
przekazywanie ciepła, ciepła molowe, gaz doskonały - adiabata, Cp/CV. - Ciepła przemian fazowych;
model mikroskopowy gazu doskonałego, rozkład Maxwella (1);
ciepło↔praca, kierunek przepływu ciepła;
sformułowania drugiej zasady termodynamiki (Kelvina, Clausiusa, entropowe);
entropia jako funkcja stanu – g. doskonały, [uogólnienie - dodatek nieobowiązkowy];
[sf. Caratheodory'ego]. - Maszyny cieplne;
dyskusja sformułowań Kelvina i Clausiusa;
cykl Carnota i silnik o maksymalnej sprawności, silnik Stirlinga;
temperatura termodynamiczna (w oparciu o cykl Carnota). - Silniki spalinowe;
nierówność Clausiusa i entropia;
przykłady: cegła→jezioro , proces Joule’a;
podstawowe równanie termodynamiki;
co wynika z pojęcia entropii, temperatura termodynamiczna (w oparciu o entropię i en. wewn.), ciśnienie termodynamiczne, potencjał chemiczny. - Wprowadzenie do fizyki statystycznej, układy oscylatorów, model Einsteina ciała stałęgo, liczenie mikrostanów, postulat Boltzmanna.
- Rozkład Boltzmanna, znaczenie parametru beta.
- Cząstka w kontakcie z termostatem, entropia Gibbsa, suma statystyczna - cząstki rozróżnialne, degeneracja;
przykład: paramagnetyk i model Einsteina c. stałego (cd). - Cząstki nierozróżnialne, liczenie obsadzeń,
gaz doskonały - suma statystyczna, entropia, rozkład Maxwella (2)
ekwipartycja, ciepła molowe (cd), [gaz doskonały dwuatomowy]. - Potencjały termodynamiczne H,F,G;
silnik parowy, równowaga faz, [konstrukcja Maxwella], klasyfikacja przejść fazowych. - Napięcie powierzchniowe i włoskowatość;
niskie temperatury, efekt Joule'a- Thomsona;
III zasada. - Statystyki kwanotwe: bozony i fermiony, [gaz fotonowy];
wybrane paradoksy temodynamiczne;
równanie transportu ciapła;
liczba Avogadra;
[entropia a informacja].
Kierunek podstawowy MISMaP
Tryb prowadzenia
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Po zakończeniu przedmiotu student:
WIEDZA
1. zna najważniejsze zagadnienia termodynamiki fenomenologicznej;
2. zna najważniejsze zagadnienia fizyki statystycznej.
UMIEJĘTNOŚCI
1. umie opisać i wyjaśnić zjawiska fizyczne związane z termodynamiką
fenomenologiczną i fizyka statystyczną;
2 . umie rozwiązywać zadania związane z tymi zagadnieniami
Kryteria oceniania
1. Śródsemestralne sprawdziany pisemne
2. Egzamin pisemny
3. Egzamin ustny
Literatura
M. Kamińska, A. Witowski, J. Ginter , Wstęp do termodynamiki fenomenologicznej, Wyd. UW
A.K. Wróblewski i J. Zakrzewski, Wstęp do Fizyki (t.1 rozdz. VII, t. 2 cz. 1 rozdz. VI), PWN
F. Reif, Fizyka Statystyczna (BKF t.5)
A. M. Steane, Thermodynamics: A complete undergraduate course
A. Rex, Finn's thermal physics
Pozycje rozszerzające (stare ale bardzo, bardzo dobre podręczniki typu „klasyk klasyków”, interesujące):
M.W. Zemansky (& R.H. Dittman), Heat and Thermodynamics
C.J. Adkins, Equilibrium Thermodynamics
A.B. Pippard, Elements of Classical Thermodynamics
T. Guenault, Statistical Physics
L. K. Nash, Elements of Statistical Thermodynamics
I. Ford, Statistical Physics - An Entropic Approach
A. M. Glazer, Statistical Mechanics: A Survival Guide
H. B. Callen, Thermodynamics and an introduction to thermostatistics
K. Rejmer, Ciepło-Zimno czyli termodynamika fenomenologiczna
D.V. Schroeder, An Introduction to Thermal Physics
Więcej informacji
Więcej informacji o poziomie przedmiotu, roku studiów (i/lub semestrze) w którym się odbywa, o rodzaju i liczbie godzin zajęć - szukaj w planach studiów odpowiednich programów. Ten przedmiot jest związany z programami:
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: