F6040 Thermodynamics and statistical physics

Faculty of Science
Spring 2003
Extent and Intensity
2/2/0. 4 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc. (lecturer)
prof. Mgr. Jiří Krtička, Ph.D. (seminar tutor)
Guaranteed by
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Department of Condensed Matter Physics – Physics Section – Faculty of Science
Contact Person: prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Timetable of Seminar Groups
F6040/01: No timetable has been entered into IS. J. Krtička
Prerequisites (in Czech)
( F4120 Theoretical mechanics && F4090 Electrodyn.and theory of rel. )||( F3070 Electricity and magnetism && F4080 Optics and atomic physics && F4090 Electrodyn.and theory of rel. )
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives (in Czech)
1. Základní pojmy termodynamické fenomenologie. Vnitřní pohyb hmoty. Stav a proces. Teplota. Teplo. Tepelný kontakt. Ilustrace: plynové zákony. 2. První věta termodynamická. Vnitřní energie. Síla, práce a teplo. Zachování energie. Adiabatický proces. Elementární důsledky. 3. Druhá věta termodynamická. Kvazistatické procesy. Omezení přeměn tepla a práce. Adiabatická nedosažitelnost. Entropie a absolutní teplota. Vratnost a nevratnost. Ilustrace: entropie ideálního plynu. 4. Rovnováha, termodynamické potenciály. Maximum entropie a minimum energie. Volná energie. Stabilita rovnovážného stavu. Chemický potenciál. Ilustrace: chemická rovnováha. 5. Fázové přechody. Fázová rovnováha. Fázové diagramy. Ilustrace: supravodivost. 6. Statistický popis fyzikálních systémů. Mikroskopická dynamika. Fázový prostor. Pravděpodobnostní popis. Časový vývoj. 7. Matice hustoty. Čistý stav a směs. Vlastnosti matice hustoty. Časový vývoj. 8. Počet a hustota stavů. Kvantový a (kvazi)klasický případ. Statistická entropie. Ilustrace: konfigurační a impulsový prostor klasického ideálního plynu. 9. Kanonické rozdělení. Stejné pravděpodobnosti. Maximum entropie. Rovnovážné rozdělení. Ilustrace: Maxwellovo a Boltzmannovo rozdělení. 10. Ideální kvantový plyn. Důsledky nerozlišitelnosti. Obsazovací čísla. Kvantové statistiky. Klasická limita. 11. Bosonový plyn. Záření černého tělesa. Kapalné He4. 12. Fermionový plyn. Tepelná kapacita volných elektronů. Elektronový plyn v magnetickém poli. 13. Fluktuace. Disperze a korelace. Ilustrace: elektrický proud v otevřeném obvodu. 14. Kinetické jevy. Srážky. Boltzmannova rovnice. Ilustrace: transportní koeficienty plynu.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Základní pojmy termodynamické fenomenologie. Vnitřní pohyb hmoty. Stav a proces. Teplota. Teplo. Tepelný kontakt. Ilustrace: plynové zákony. 2. První věta termodynamická. Vnitřní energie. Síla, práce a teplo. Zachování energie. Adiabatický proces. Elementární důsledky. 3. Druhá věta termodynamická. Kvazistatické procesy. Omezení přeměn tepla a práce. Adiabatická nedosažitelnost. Entropie a absolutní teplota. Vratnost a nevratnost. Ilustrace: entropie ideálního plynu. 4. Rovnováha, termodynamické potenciály. Maximum entropie a minimum energie. Volná energie. Stabilita rovnovážného stavu. Chemický potenciál. Ilustrace: chemická rovnováha. 5. Fázové přechody. Fázová rovnováha. Fázové diagramy. Ilustrace: supravodivost. 6. Statistický popis fyzikálních systémů. Mikroskopická dynamika. Fázový prostor. Pravděpodobnostní popis. Časový vývoj. Matice hustoty. 7. Počet a hustota stavů. Kvantový a (kvazi)klasický případ. Statistická entropie. Ilustrace: konfigurační a impulsový prostor klasického ideálního plynu. 8. Kanonické rozdělení. Stejné pravděpodobnosti. Maximum entropie. Rovnovážné rozdělení. Ilustrace: Maxwellovo a Boltzmannovo rozdělení. 9. Ideální kvantový plyn. Kvantové statistiky. Klasická limita. Bosonový plyn. Fermionový plyn. 10. Fluktuace. Disperze a korelace. Ilustrace: elektrický proud v otevřeném obvodu.
Language of instruction
Czech
Listed among pre-requisites of other courses
The course is also listed under the following terms Spring 2008 - for the purpose of the accreditation, Spring 2011 - only for the accreditation, Spring 2000, Spring 2001, Spring 2002, Spring 2004, Spring 2005, Spring 2006, Spring 2007, Spring 2008, Spring 2009, Spring 2010, Spring 2011, Spring 2012, spring 2012 - acreditation, Spring 2013, Spring 2014, Spring 2015, Spring 2016, Spring 2017, spring 2018, Autumn 2018, Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023, Autumn 2024.
  • Enrolment Statistics (Spring 2003, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2003/F6040