PředmětyPředměty(verze: 830)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Termodynamika a statistická fyzika I - NTMF043
Anglický název: Thermodynamics and Statistical Physics I
Zajišťuje: Ústav teoretické fyziky (32-UTF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2017
Semestr: zimní
E-Kredity: 7
Rozsah, examinace: zimní s.:3/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Další informace: http://otokar.troja.mff.cuni.cz/vyuka/sylaby/sylaby.htm
Garant: prof. RNDr. Václav Janiš, DrSc.
RNDr. Karel Netočný, Ph.D.
RNDr. Přemysl Kolorenč, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Teoretická a matematická fyzika
Neslučitelnost : NOFY031
Záměnnost : NOFY031
Je neslučitelnost pro: NOFY036, NOFY031
Je záměnnost pro: NOFY031
Anotace -
Poslední úprava: T_UTF (15.05.2012)

Základní pojmy termodynamiky, empirická teplota; první a druhý termodynamický zákon, entropie, absolutní teplota; termodynamické potenciály a Maxwellovy vztahy; třetí termodynamický zákon; systémy s vice fázemi a chemická rovnováha. Základy teorie pravděpodobnosti, rozdělovací funkce ve fázovém prostoru, rovnovážná statistická rozdělení, statistická termodynamika. Pro 3. roč. TF.
Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: RNDr. Přemysl Kolorenč, Ph.D. (06.10.2017)

Podmínkou pro udělení zápočtu je řešení domácích úloh v určených termínech a úspěšné absolvování závěrečného písemného testu. Test je možné dvakrát opakovat.

Literatura
Poslední úprava: prof. RNDr. Václav Janiš, DrSc. (11.10.2017)

N. D. Hari Dass: Principles of Thermodynamics, Taylor and Francis, Boca Raton (Fl) 2014.

H. B. Callen: Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, John Wiley & Sons, 1985 .

I. P. Bazarov: Termodinamika, Vyššaja Škola, Moskva 1976.

R. Kubo: Thermodynamics, Nort Holland, Amsterdam 1968.

J. Kvasnica: Termodynamika, SNTL, Praha 1965.

R. Balian: From Microphysics to Macrophysics - Methods and Applications of Statistical Physics I, II, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-NewYork-London-Paris-Tokyo 1992 - zejména 1.díl

F. Čulík, M. Noga: Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky, SNTL, Praha 1982.

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: prof. RNDr. Václav Janiš, DrSc. (11.10.2017)

Podmínkou připuštění ke zkoušce je získaní zápočtu.

Zkouška je ústní a každý student dostane čtyři otázky. Tři budou obsáhlejší teoreticko-metodické a jedna početní na aplikaci principů zjednodušování popisu termodynamických dějů pomocí parciálních derivací za specifikovaných podmínek. V teoretických otázkách bude kladen důraz na pochopení pricipů a jejich použití v konkrétních situacích.Požadavky na zkoušenou látku odpovídají sylabu a dostupnému skriptu v rozsahu skutečně odpřednášeném.

Hodnocení zkoušky je nezávislé na hodnocení výkonnosti na cvičení. K těmto výsledkům bude přihlédnuto pouze, pokud nebude výsledek ústní zkoušky jednozančně hodnotitelný. Podmínkou úspěšného absolvování zkoušky je kvalitativně správné zodpovězení alespoň tří otázek ze čtyř zadaných.

Sylabus -
Poslední úprava: prof. RNDr. Václav Janiš, DrSc. (11.10.2017)

Základní pojmy termodynamiky
Makroskopický stav, charakteristiky ma�krodskopického systému, extenzivní a intenzivní proměnné, termodynamická rovnováha, empirická teplota, stavové rovnice ideálního plynu.

První termodynamický zákon
Práce, vnitřní energie, teplo, první termodynamický zákon, tepelné kaopacity a fundamentální termodynamické procesy.

Druhý termodynamický zákon
Carnotův cyklus a jiné cyklické děje, vratné a nevratné děje, tepelné stroje, absolutní teplota, entropie, Clausiova, Kelvinova a Caratheodoryova formulace druhého termodynamického zákona.

Termodynamické potenciály
Podmínky rovnováhy a stability. Vztahy mezi potenicály a Legendreovy transformace, Maxwellovy vztahy, homogenita. Otevřený systém. Maximální práce.

Aplikace na plyny
Vztah mezi kalorickou a termickou stavovou rovnicí, rovnice adiabaty, rovnice polytropy, tepelné děje a Jouleův-Thomsonův proces.

Třetí zákon termodynamický
Planckova a Nernstova formulace. Důsledky.

Fáze a fázové přechody
Fázová rovnováha, osmotický tlak, chemická rovnováha. Gibbsova pravidla, systém kapalina-plyn, Clausiova-Clapeyronova rovnice, latentní teplo, van der Waalsova rovnice a Maxwellova konstrukce.

Matematická statistika a teorie pravděpodobnosti
Pravděpodobnost, stochastické proměnné,rozdělovací funkce (binomické, Poissonovo, Gaussovo rozdělení), zákon velkých čísel, centrální limitní věta.

Základní teoretické pojmy statistické fyziky
Fázový prostor, fázový objem, mikroskopické a makroskopické stavy, statistický popis, Liouvilleova rovnice.

Principy statistického popisu termodynamických dějů
Princip stejných pravděpodobností, mikrokanonický soubor. Interakce systému s tepelnou lázní, kanonický a velký kanonický statistický soubor. Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK