PřF:F6040 Therm. and stat. phys. - Course Information
F6040 Thermodynamics and statistical physics
Faculty of ScienceSpring 2008 - for the purpose of the accreditation
- Extent and Intensity
- 2/2/0. 4 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Type of Completion: zk (examination).
- Teacher(s)
- prof. Mgr. Jiří Krtička, Ph.D. (lecturer)
Mgr. Jiří Vohánka, Ph.D. (seminar tutor)
Mgr. Pavel Zvěřina (seminar tutor) - Guaranteed by
- prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Department of Theoretical Physics and Astrophysics – Physics Section – Faculty of Science
Contact Person: prof. Rikard von Unge, Ph.D. - Prerequisites (in Czech)
- ( F4120 Theoretical mechanics && F4090 Electrodyn.and theory of rel. )||( F4120 Theoretical mechanics && F4100 Introduction to Microphysics )
- 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.
- Literature
- LEONTOVIČ, Michail Aleksandrovič. Úvod do thermodynamiky. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1957, 191 s. info
- KVASNICA, Jozef. Termodynamika. Vyd. 1. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1965, 394 s. info
- FERMI, Enrico. Termodinamika. Izd. 2-oje, stereotipnoje. Char'kov: Izdatel'stvo Char'kovskogo universiteta, 1973, 136 s. info
- KONDEPUDI, Dilip and Ilya PRIGOGINE. Modern thermodynamics : from heat engines to dissipative structures. Chichester: John Wiley & Sons, 1998, xvii, 486. ISBN 0-471-97393-9. info
- KVASNICA, Jozef. Statistická fyzika. 2. vyd. Praha: Academia, 1998, 314 s. ISBN 8020006761. info
- LANDAU, Lev Davidovič and Jevgenij Michajlovič LIFŠIC. Statistical physics. Translated by J. B. Sykes - M. J. Kearsley. 3rd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001, xvii, 544. ISBN 0-7506-3372-7. info
- Language of instruction
- Czech
- Listed among pre-requisites of other courses
- Enrolment Statistics (Spring 2008 - for the purpose of the accreditation, recent)
- Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2008-forthepurposeoftheaccreditation/F6040