516-0060/01 – Termodynamika a statistická fyzika (TSF)

Garantující katedraInstitut fyzikyKredity6
Garant předmětudoc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.Garant verze předmětudoc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2007/2008Rok zrušení2015/2016
Určeno pro fakultyUSPUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
CIP10 doc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.
PIS50 prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Shrnout základní principy termodynamiky a statistické fyziky Definovat fyzikální veličiny pro popis soustav s velkým počtem částic Aplikovat matematické metody na popis termodynamických jevů Interpretovat poznatky matematické statistiky na řešení problémů statistické fyziky

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Cvičení (v učebně)

Anotace

Obsahem vyučovaného předmětu jsou fenomenologická termodynamika a statistická fyzika jako dvě teoretické disciplíny zabývající se zkoumáním obecných zákonitostí, kterými se řídí makroskopické soustavy.

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;

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

předpokládá se soustavná příprava

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

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.

Podmínky absolvování předmětu

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2014/2015 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2013/2014 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2012/2013 (B3942) Nanotechnologie (3942R001) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2011/2012 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2010/2011 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2009/2010 (B3942) Nanotechnologie P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku