TSFN

Předmět: Termodynamika a statistická fyzika

Katedra/Zkratka: SLO/TSFN

Rok: 2021 2022

Garant: 'prof. RNDr. Jan Peřina, Ph.D.'

Anotace: Pochopit základní metody popisu systémů v termodynamice a statistické fyzice.

Přehled látky:
- První termodynamický zákon, stavové parametry, stavové rovnice, stav termodynamické rovnováhy. - Teplo. Adiabatický proces. Vratné a nevratné procesy. Tepelná kapacita.Druhý termodynamický zákon, Caratheodoryho princip, absolutní teplota, entropie. Carnotův cyklus. - Termodynamické potenciály. Jouleův-Thompsonův jev. - Termodynamika systémů s proměnným počtem částic, chemický potenciál. Grandkanonický potenciál. Gibbsova-Duhemova rovnice. Termodynamické potenciály dielektrik a magnetik. - Termodynamické potenciály nerovnovážných systémů. Princip vzrůstu entropie. Podmínky termodynamické rovnováhy. Guldbergův-Wageův zákon. Braunův-Le Chatelierův princip. Gibbsovo pravidlo fází. - Fázové přechody. Fázové přechody prvého druhu. Clausiona-Clapeyronova rovnice. Fázové přechody druhého druhu. Ehrenfestovy rovnice. Landauova teorie fázových přechodů druhého druhu, přechod feromagnetikum-paramagnetikum, Curieův-Weissův zákon. - Třetí termodynamický princip. - Popis mnohačásticového systému, fázový prostor, zákony zachování (teorém E. Noetherové). Statistický soubor. Liouvilleův teorém. Ergodický problém, Tolmanova hypotéza. Hustota kvantových stavů. - Mikrokanonický, kanonický a grandkanonický soubor. Stavová rovnice kanonického systému. Entropie. - Statistická rozdělení soustavy volných částic, formalizmus druhého kvantování. Grandkanonická partiční funkce, rozdělovací zákony ideálních plynů. - Ideální Maxwellův-Boltzmannův plyn. Ekvipartiční teorém. Měrná tepla modelových fyzikálních systémů. Chemické reakce v plynové směsi.Ideální fermionový plyn. Elektronový plyn v homogenním magnetickém poli, diamagnetismus, paramagnetismus, Curieův zákon. - Ideální bosonový plyn. Záření absolutně černého tělesa, Planckův zákon. Fononové systémy, Einsteinův model krystalu, Debyeova teorie měrných tepel. - Boltzmannův neideální plyn, viriálová stavová rovnice.Einsteinova teorie fluktuací. Onsagerovy relace reciprocity.