Last update: doc. RNDr. Josef Pešička, CSc. (31.03.2015)
The course is taught in two parallel classes by specialty.
1. Equilibrium thermodynamics.
2. Non-equilibrium thermodynamics, general description.
3. Equilibrium statistical physics. Systems of non-interacting and interacting particles.
4. Non-equilibrium statistical physics.
5. Phase equilibrium, stability conditions.
6. Thermodynamics of mixed phases.
7. Phase diagrams (binary, ternary).
8. Statistical models using interactions of nearest neighbors. Short and long range ordering.
Last update: T_KFES (12.05.2015)
Rovnovážná termodynamika: lokální formy bilančních rovnic, zákonů zachování a termodynamických zákonů.
Nerovnovážná termodynamika: obecný popis nerovnovážných procesů. Rovnovážná statistická fyzika:
prohloubení Gibbsovy metody rovnovážných souborů (T---p soubor). Systémy neinteragujících částic, systémy s
interakcí (neideální klasické a kvantové plyny, Isingův model), teorie fluktuací. Nerovnovážná statistická fyzika:
klasická a kvantová Liouvilleova rovnice, Boltzmannova kinetická rovnice. Teorie lineární odezvy.
Fázová rovnováha, podmínky stability. Termodynamika roztoku.
Course completion requirements -
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (10.06.2019)
The condition for completion of the course is obtaining credit and passing an oral exam.
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (06.10.2017)
podmínkou zakončení předmětu je získání zápočtu a složení ústní zkoušky
Literature - Czech
Last update: doc. RNDr. Josef Pešička, CSc. (25.04.2014)
van Kampen, N. G.: Stochastic Processes in Physics and Chemistry. North-Holland, Amsterdam, (1992).
Gardiner, C. W.: Handbook of Stochastic Methods for Physics, Chemistry and the Natural Sciences, Springer, Berlin (1991).
Risken, H.: The Fokker-Planck Equation, Springer, Berlin (1989).
Sprušil, B.: Termodynamika pevných látek, skripta UK Praha 1982, II. vydání.
Haasen, P.: Physical Metallurgy, Cambridge University Press 2nd Edition 1986.
Hillert, M.: Phase Equilibria, Phase Diagrams and Phase Transformations, Cambridge University Press 1998.
Porter, D. A., Easterling, K. E.: Phase Transformations in Metals and Alloys, CRC Press, 2nd Edition 2001.
Teaching methods -
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (10.06.2019)
lecture + exercise
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (06.10.2017)
přednáška + cvičení
Requirements to the exam -
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (10.06.2019)
the condition for the examination is obtaining credit
the condition for obtaining the credit is active participation in the lessons and successful completion of the tests
the exam is oral one, the extent of the required knowledge corresponds to the syllabus of the lecture in the extent presented at the lecture
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (06.10.2017)
podmínkou pro konání zkoušky je získání zápočtu
podmínkou získání zápočtu je aktivní účast na výuce a úspěšné absolvování testů
zkouška je ústní, rozsah požadovaných znalostí odpovídá sylabu přednášky v rozsahu prezentovaném na přednášce
Syllabus -
Last update: prof. RNDr. Vladimír Šíma, CSc. (30.03.2015)
1. Equilibrium thermodynamics: local forms of conservation laws and thermodynamical relations. Constitutive relations. Landau theory of phase transitions, critical phenomena. Negative absolute temperatures.
2. Non-equilibrium thermodynamics: general description of non-equilibrium processes, principle of minimal entropy production, variational principles. Onsager theory of kinetic coefficients. Spatial and temporal dissipative structures.
3. Equilibrium statistical physics: broadening of Gibbs method (T---p ensable). Systems of non-interacting quantum particles (fermions, bosons, advanced applications). Interacting particles (classical and quantum gases, Ising model). Theory of fluctuations. Scaling theory, universality, renormalization. Mean field theory, disordered systems.
4. Non-equlibrium statistical physics: Liouville equation for classical and quantum systems. Boltzmann kinetic equation. Linear response theory, fluctuation-dissipation theorem. Mesoscopic description and stochastic methods.
5., 6. Phase equilibrium, stability conditions in the multicomponent system. Thermodynamics of solutions. Free enthalpy. Chemical potential. Common-tangent construction. Gibbs-Duhem relation. Partial quantities. Activity. Ideal, regular and real solid solutions. Quantities of mixing.
7. Binary phase diagrams. Total solubility. Limited solubility, eutectic diagram, peritectic diagram. Short-range order. Long-range order. Intermedial phases. Ternary phase diagrams. Solidification of alloys, purification of materials, segregation processes. Transformations in solid state: diffusional and non-diffusional.
8. Statistical models using interactions of nearest neighbors (for regular solid solutions, for short range order and long range order, configurational free energy of compounds).
Last update: T_KFES (12.05.2015)
1. Rovnovážná termodynamika: lokální formy bilančních rovnic, zákonů zachování a termodynamických zákonů.
2. Nerovnovážná termodynamika: obecný popis nerovnovážných procesů (princip produkce entropie, variační principy). .
3. Rovnovážná statistická fyzika: prohloubení Gibbsovy metody rovnovážných souborů (T---p soubor). Systémy neinteragujících částic, (fermiony, bosony, pokročilejší aplikace), systémy s interakcí (neideální klasické a kvantové plyny, Isingův model), příklady výpočtu statistické sumy a termodynamických veličin. Teorie fluktuací
4. Nerovnovážná statistická fyzika: klasická a kvantová Liouvilleova rovnice, příklady časového řešení dynamiky smíšených stavů (NMR, Blochovy optické rovnice). Boltzmannova kinetická rovnice, některá řešení. Teorie lineární odezvy (mechanická, dielektrická a magnetická odezva).
7. Fázové diagramy, model párových vazeb pro regulární roztoky, dvousložkové fázové diagramy.
8. Difúze v pevných látkách.
9. Tuhé roztoky.
Předmět je vyučován ve dvou paralelkách., z nichž jedna je více zaměřená na termodynamiku materiálů (5-9) a je doporučena pro specializaci Fyzika materiálů. Studenti si ale vybírají zejména dle zaměření své diplomové práce.
Literatura
van Kampen, N. G.: Stochastic Processes in Physics and Chemistry. North-Holland, Amsterdam, (1992). Gardiner, C. W.: Handbook of Stochastic Methods for Physics, Chemistry and the Natural Sciences, Springer, Berlin (1991).
Risken, H.: The Fokker-Planck Equation, Springer, Berlin (1989).
