Předmět Statistická fyzika a termodynamika (KFY / XSFYT)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KFY / XSFYT - Statistická fyzika a termodynamika, Přírodovědecká fakulta, Ostravská univerzita v Ostravě (OU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1. Úvod do problematiky, základy fenomenologické termodynamikyFenomenologický a statistický popis systémů. Stavové parametry, stav termodynamické rovnováhy. Měření, empirické závislosti. Termodynamické principy.2. Termodynamika rovnovážných stavůTeplota, stavová rovnice, vratné a nevratné procesy, entropie, absolutní teplota. Zobecněné chemické reakce, termodynamické potenciály. Podmínky rovnováhy a fázové přechody.3. Počet pravděpodobnosti a základy statistikyStatistický soubor. Definice pravděpodobnosti, podmíněná pravděpodobnost, statisticky nezávislé jevy. Distribuční funkce a její charakteristiky. Diskrétní a spojité náhodné veličiny. Základy kombinatoriky.4. Základní pojmy statistické fyzikyFázový, konfigurační a impulsový prostor. Základní statistické soubory (mikrokanonický, kanonický a grandkanonický). Ergodický teorém. Kvantové principy ve statistické fyzice. Klasická a kvantová statistika.5. Statistická interpretace termodynamických zákonůStatistická interpretace stavových parametrů makrosystémů. Statistické určování termodynamických potenciálů. Podmínky termodynamické rovnováhy systémů. Statistická interpretace termodynamických principů.6. Základní typy rozdělení ideálních systémůKlasické a kvantově-mechanické soubory ideálních částic. Maxwell-Botzmannovo, Fermi-Diracovo a Bose-Einsteinovo rozdělení. Meze použitelnosti, limitní přechody ke klasické fyzice. Systémy se zápornou teplotou.7. Ideální klasický plynKlasický ideální plyn. Stavová rovnice a termodynamické potenciály, ekvipartiční teorém. Jednoatomový a dvouatomový plyn. Vibrace a rotace molekul, měrná tepelná kapacita.8. Ideální fermionový a bosonový plyn.Kovová vazba a elektronový plyn. Měrná tepelná kapacita elektronů, termoemise elektronů. Záření absolutně černého tělesa.9. Neideální Boltzmannův plynMezimolekulové interakce. Van der Waalsova rovnice. Rozvoj podle mocnin hustoty, clastrové integrály, metoda vytvářející funkce. Empirické rovnice reálného plynu.10. Tepelná kapacita pevných látekKrystalická struktura. Kmity krystalické mřížky, fonóny. Einsteinova a Debayova hypotéza.11. Transportní procesy v pevných látkáchElektrické vlastnosti kovů a polovodičů. Boltzmannova kinetická rovnice. Mössbauerův jev.12. Fluktuace termodynamických veličinCharakteristika fluktuací termodynamických veličin. Určení fluktuací energie a počtu částic soustavy. Einsteinova teorie fluktuací. Fyzikální jevy založené na fluktuaci fyzikálních veličin.13. Základy termodynamiky nerovnovážných soustavTermodynamicky nerovnovážné soustavy. Boltzmannova kinetická rovnice. Termodynamika nevratných procesů, princip lokální rovnováhy. Lineární termodynamika, Onsagerovy relace reciprocity.

Získané způsobilosti

Umí pracovat s křivkami, plochami, křivkovými a plošnými integrály. Prokázuje znalosti základů teorie potenciálu.

Literatura

FEYMANN, R., P., LEIGHTON, R., B., SANDA, M. Feymannové prednášky z fyziky, díl 2.. Bratislava, 1990. DEKKER, A., J. Fyzika pevných látek. Praha, 1966. KVASNICA, J. Statistická fyzika. Praha, 1985. LANDAU, L., D., LIFŠIC, E., M. Statističeskaja fizika, Teoretičeskaja fizika, díl V.. Moskva, 1964. KVASNICA, J. Termodynamika. Praha, 1965. LEVIČ, V., G. Úvod do statistické fyziky. Praha, 1954. ČULÍK, F., NOGA, J. Úvod do statistickej fyziky a termodynamiky. Bratislava, 1982. DVOŘÁK, D. Termodynamika a statistická fyzika. Opora distančního vzdělávání. Ostrava, 2004.

Požadavky

Účast na dvou dvouhodinových tutoriálech.Zpracování korespondenčních úkolů podle požadavků zadaných ve studijní opoře nebo na úvodním tutoriálu. Úkoly jsou zaměřeny na jednotlivé části uvedené v přehledu probíraného učiva. Studenti budou vypracovávat korespondenční úkoly v písemné a elektronické podobě a budou je umisťovat do LMS Moodle do termínů, které budou uvedeny v kalendáři. Kontrola splnění korespondenčních úkolů bude vždy v uvedeném časovém termínu a také zpětná vazba od učitele pro studenta bude rychlá (do týdne). Na závěrečném tutoriálu budou úkoly diskutovány a řešení upřesňováno.

Garant

prof. Ing. Anatol Malijevský, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Anatol Malijevský, CSc.prof. Ing. Anatol Malijevský, CSc.