Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021

Termodynamika a statistická fyzika

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 480-4401/05
Zkratka TSF
Název předmětu česky Termodynamika a statistická fyzika
Název předmětu anglicky Thermodynamics and Statistical Physics
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra fyziky
Garant předmětu doc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Základní pojmy termodynamiky, stav termodynamické rovnováhy, první a druhý termodynamický postulát. Vratné a nevratné procesy, kritérium vratnosti procesu.
2. První termodynamický zákon, tepelné kapacity. Druhý termodynamický zákon. Entropie, souvislost entropie s tepelnými kapacitami soustavy.
3. Termodynamické potenciály: vnitřní energie, volná energie, entalpie, Gibbsův potenciál. Gibbsovy – Helmholtzovy rovnice. Závislost termodynamických potenciálů na počtu částic v soustavě. Grandkanonický potenciál. Druhý termodynamický zákon pro nevratné procesy. Podmínky rovnováhy soustavy vyjádřené pomocí termodynamických potenciálů.
4. Pojmy teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky ve statistické fyzice. Základní pojmy a ideje statistické fyziky. Mikrostav, makrostav, ensemble soustav. Ergodická hypotéza. Časový vývoj hustoty pravděpodobnosti.
5. Mikrokanonický ensemble. Entropie a termodynamická pravděpodobnost.
6. Kanonický (Gibbsův) ensemble. Rozdělovací funkce, partiční suma (integrál). Vztahy mezi partiční funkcí a termodynamickými veličinami. Maxwellovo – Boltzmannovo rozdělení rychlostí molekul plynu. Klasický a kvantový harmonický oscilátor.
7. Velký kanonický (grandkanonický) ensemble. Grandkanonická partiční funkce. Přechod ke kvantovým statistikám. Fermiovo – Diracovo rozdělení. Boseovo – Einsteinovo rozdělení. Termodynamické vlastnosti souboru fotonů. Termodynamické vlastnosti souboru volných elektronů v kovu.

E-learning

E-learning není k dispozici.

Povinná literatura

KVASNICA, J.: Termodynamika. SNTL, Praha 1965;
KVASNICA, J.: Statistická fyzika. Academia, Praha 1998;
MARŠÍK, F.: Termodynamika kontitua. Academia, Praha 1999;

Doporučená literatura

BEISER, A.: Úvod do moderní fyziky. Academia, Praha 1975;