Uniwersytet Szczeciński Wydział Matematyczno – Fizyczny

59Opis przedmiotu (sylabusu) na rok akademicki: 2009/2010Wydział Matematyczno-FizycznyJednostka organizacyjna US: Instytut FizykiKierunek / Specjalność Fizyka / Fizyka i zastosowania komputerów, Fizyka biomedyczna, Fizyka i monitoringśrodowiskaRodzaj studiów: Studia I stopniaKOD Przedmiotu: Nazwa przedmiotu: Termodynamika i Fizyka Statystyczna13.2II16C103TrybRok Semestr Rodzaj zajęć:Liczba Punkty TypJęzykstudiówgodzin ECTS: przedmiotu wykładowystacjonarne III 6 wykład 45 7 obowiązkowy Polski6 konwersatoria 30niestacjonarneProwadzący przedmiot dr hab. Franco Ferrari, prof. USWymagania wstępne: Podstawy fizykiCele przedmiotu: posługiwanie się formalizmem termodynamiki oraz rozumienie podstawowych metod fizykistatystycznej klasycznejMetody dydaktyczne: wykłady, materiały dydaktyczne dostępne na stronie internetowej przedmiotuTreści merytoryczne przedmiotu: Parametry termodynamiczne, granica termodynamiczna, procesy termodynamiczne,klasyczny gaz doskonały, układy magnetycznePierwsza i druga zasada termodynamiki, cykl Carnota, temperatura bezwzględna, entropia, entropia gazu doskonałego,reguła łańcuchowa, mierzalne współczynniki termodynamiczne, entropia a straty energii, wykresy T-S, warunkirównowagi, energia swobodna Helmoltza, potencjał Gibbsa, równania Maxwella, potencjał chemiczny.Przejścia fazowy, przejścia fazowy pierwszego i drugiego rodzaju, równanie Clayperona, równanie stanu va der Waalsa,rozwinięcie wirialne, punkt krytyczny, konstrukcja Maxwella.Elementy termodynamiki nierównowagowej.Podejście statystyczne, średnia droga swobodna, teoria kinetyczna gazu doskonałego, średnia energia kinetycznaprzypadająca na cząstkę, średni czas pomiędzy kolejnymi zderzeniami. Przestrzeń fazowa, μ-przestrzeń, Ž-przestrzeń,funkcja rozkładu, zadanie teorii kinetycznej, zachowanie energii i substancji.Mechanika statystyczna, postulaty mechaniki statystycznej, pojęcie zespołu, rozkład mikrokanoniczny, średnia pozespole, wartość najbardziej prawdopodobna, fluktuacje, wyprowadzenie termodynamiki z mechaniki statystycznej,zastosowanie do gazu doskonałego.Zespół kanoniczny, funkcja partycji, wyprowadzenie termodynamiki, przykład klasycznego gazu doskonałego. Krótkiwstęp do zjawisk transportu, granica bezzderzeniowa i hydrodynamiczna, hydrodynamika nielepka, dyfuzja.Wielki zespół kanoniczny.Treści programowe ćwiczeń:Celem ćwiczeń jest zapoznanie studentów z teoretycznym opisem zachowania się układów złożonych z bardzo wieluelementów (atomów, cząstek) poprzedzonych powtórką podstawowych pojęć termodynamiki (teoria fenomenologiczna,zasady termodynamiki, potencjały termodynamiczne, procesy odwracalne i nieodwracalne).Forma i warunki zaliczenia: Egzamin z materiału wykładowego, zaliczenie ćwiczeń jest warunkiem dopuszczenia do egzaminu.Literatura podstawowa: 1) Kerson Huang, Podstawy fizyki statystycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.2) Slajdy i notatki z wykładów umieszczone na stronie internetowej przedmiotu:Literatura uzupełniająca: 1) Kerson Huang, Mechanika statystyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1987.2) M. W. Zemansky, Heat and Thermodynamics. McGraw-Hill, New York, 1957