Předmět Úvod do termodynamiky nerovnováž. stavů (KFY / UDTNS)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KFY / UDTNS - Úvod do termodynamiky nerovnováž. stavů, Přírodovědecká fakulta, Ostravská univerzita v Ostravě (OU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1. Základní pojmy teorie obyčejných diferenciálních rovnicÚplný diferenciál funkce více proměnných, nezávislost křivkového integrálu na integrační cestě. Soustava parciálních diferenciálních rovnic, transformace souřadnic, Jacobián. Homogenní funkce, Eulerův teorém pro homogenní funkce.2. Klasická termodynamikaTermodynamická rovnováha soustavy. Stavová rovnice, I. termodynamický princip. Termodynamické potenciály, Maxwellovy vztahy.3. Vratné a nevratné procesy.II. princip termodynamiky. Fenomenologická definice entropie, Gibbsův vztah.4. Podmínky termodynamické rovnováhy soustavyStatické a dynamické podmínky termodynamické rovnováhy soustavy.Relaxační doba soustavy. Lokální formulace II. principu, princip lokální rovnováhy.5. EntropieStatistická definice entropie, Boltzmannův vztah. Souvislost mezi fenomenologickou a statistickou definicí entropie.. Vztah mezi strukturou systémů a entropií.6. Bilanční rovnice a zákony zachováníObecná struktura bilanční rovnice. Bilanční rovnice hmoty, hybnosti a energie. Bilanční rovnice entropie, produkce entropie.7. Kinetické rovniceKinetické rovnice, fenomenologické zákony. Onsagerovy relace reciprocity. Silvestrův vztah pro koeficienty kinetických rovnic. Kinetika zobecněných chemických reakcí.8. Stacionární stavy.Stacionární stavy. Zákon minimální produkce entropie. Příklady stacionárních stavů fyzikálních systémů.9. Stabilita systému.Ljapunovovo kritérium stability, kritérium evoluce nerovnovážných stavů, stabilita stacionárního řešení, stabilita periodického řešení, atraktory. Úloha fluktuací fyzikálních veličin.10. Nelineární termodynamikaKritérium Evoluce nerovnovážných stavů při nelineárních vztazích mezi parametry. Kritérium evoluce nerovnovážných stavů.11. Synergetika.Samoorganizace systémů a diskuse platnosti 2. věty termodynamické, termodynamická nerovnováha - nutná podmínka, společné rysy samoorganizujících se systémů. Vznik a rozvoj synergetiky, obecná synergetická metoda. Význam synergetiky pro naše chápání přírodních jevů, meze klasického determinismu.12. Aplikace synergetickyV astrofyzice - podrobná analýza Jeansovy teorie strukturalizace hmoty ve vesmíru, vznik galaxií. V chemii - Belousovova-Žabotinského reakce a její analýza, matematické modely chemických reaktorů. V ekologii - model systémů dravec-kořist, se symbiotickými a s konkurenčními vztahy.13. Závěrečný seminář

Získané způsobilosti

Ovládá teorii principu lokální rovnováhy a 2. principu termodynamiky. Zná definici entropie, bilanční rovnice a zákony zachování, fenomenologické zákony, stacionární stavy a Onsagerovy relace reciprocity. Orientuje se v problematice stabilita systému, fluktuace a nelineární termodynamické synergetiky.

Literatura

PRIROGINE, I., DEFEJ, P. Chimičeskaja termodinamika. Novosibirsk, 1966. PRIROGINE, I. Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes. Springfield, 1955. KREMPASKÝ, J. A KOL. Synergetika fyzika, 3. vydání. Praha, 1981. KVASNICA, J. Termodynamika. Praha, 1965.

Požadavky

Vypracování seminární práce na vybrané téma z termodynamiky nerovnovážných stavů v rozsahu minimálně dvou stran A4.

Garant

doc. RNDr. Dalibor Dvořák, CSc.

Vyučující

doc. RNDr. Dalibor Dvořák, CSc.