Domov > Študij fizike > Univerzitetni študij fizike > Statistična fizika in termodinamika

Študijski program: Univerzitetni študij fizike
Letnik študija: tretji
Semester: prvi in drugi

Predavanja: 60 ur
Vaje: 60 ur
Seminar: 0 ur

Število ECTS kreditov: 8

Statistična fizika in termodinamika

Izvleček

Ravnovesna termodinamika: zakoni, relacije, termodinamski potenciali, fazni prehodi in zmesi. Ravnovesna statistična mehanika: klasična in kvantna mikrokanonična, kanonična in velekanonična porazdelitev, enačbe stanja, plin, magnet, molekularno polje. Uvod v transportne pojave in kinetično teorijo.

Namen

Predmet pokriva osnove termo dinamike in statistične fizike in vzpostavja most med makroskopskim in mikroskopskim opisom fizikalnih pojavov.

Izhodišče za Fiziko trdne snovi, Fizikaina merjenja 1 in meteorološke predmete.

Pogoj

Ustni izpit in opravljene pismene vaje ali pismeni izpit.

Vsebina

Termodinamika
Ravnovesna stanja, temperatura, izolirani sistemi, temodinamske spremenljivke, funkcije odziva, enačbe stanja. Energijski zakon, notranja energija, toplota, delo, entalpija, specifične toplote, latentne toplote. Entropijski zakon, ireverzibilne spremembe, entropija, termodinamski potenciali, pogoji za ravnovesje. Termodinamične relacije, odvodi TD funkcij, nizke temperature, Nerenstov zakon, absolutna entropija. Fazni prehodi, vrste prehodov, teorija Landauva, kritični pojavi, univerzalnost. Zmesi, odprti sistemi, parcialne količine, kemijski potencial, kemijsko ravnovesje, idealne zmesi, parni tlak raztopine, ravnovesna kemijska reakcija.

Statistična mehanika
Fazni prostor, Liouvilleov izrek, verjetnostna porazdelitev, Liouvilova enačba, energijske hiperploskve, gostota stanj, mikrokanonična porazdelitev, ergodičnost. Kanonična porazdelitev, fazni integral, povprečne in termodinamske količine, fluktuacije, ekviparticijski izrek, enačbe stanja, entropija, nered, idealni in neidealni plin, parska korelacijska funkcija. Statistični operator, kvantna kanonična porazdelitev, absolutna entropija, oscilator, rotator, paramagnet, specifična toplota plina, Debyev model trdne snovi, Isingov model, aproksimacija molekularnega polja. Klasična in kvantna velekanonična porazdelitev, kemijski potencial, Fermi-Diracova in Bose-Einsteinova porazdelitev, kondenzacija, Planckov zakon.

Transportni pojavi
Gradienti in tokovi, transportni koeficienti, križni transport, Onsagerjeva zveza. Kinetična teorija plinov, prosta pot, ocena koeficientov, razredčeni plini, Boltzmanova enačba, Brownovo gibanje.

Literatura