516-0879/01 – Termodynamika a statistická fyzika (TDSF)

Garantující katedra	Institut fyziky	Kredity	4
Garant předmětu	RNDr. Jaroslav Foukal, Ph.D.	Garant verze předmětu	RNDr. Jaroslav Foukal, Ph.D.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální	Povinnost	povinný
Ročník	1	Semestr	letní
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2004/2005	Rok zrušení	2012/2013
Určeno pro fakulty	HGF	Určeno pro typy studia	navazující magisterské

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	2+2
kombinovaná	Zápočet a zkouška	12+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

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

Vyučovací metody

Přednášky
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:

1. KVASNICA, J.: Termodynamika. SNTL, Praha 1965; 2. KVASNICA, J.: Statistická fyzika. Academia, Praha 1998; 3. MARŠÍK, F.: Termodynamika kontitua. Academia, Praha 1999; 4. BEISER, A.: Úvod do moderní fyziky. Academia, Praha 1975; 5. SONNTAG, R. E., BORGNAKKE, C., VAN WYLEN, G. J. Fundamentals of Thermodynamics. John Wiley&Sons, USA, 2003. ISBN 0-471-15232-3.

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

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

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2011/2012 letní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51	3
Zápočet	Zápočet	30 (30)	0	3
Projekt	Projekt	10	0	3
Písemka	Písemka	20	0	3
Zkouška	Zkouška	70 (70)	0	3
Písemná zkouška	Písemná zkouška	30	0	3
Ústní zkouška	Ústní zkouška	40	0	3

Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Typ povinnosti
2012/2013	(N2102) Nerostné suroviny	(3911T001) Aplikovaná fyzika materiálů	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2011/2012	(N2102) Nerostné suroviny	(3911T001) Aplikovaná fyzika materiálů	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2010/2011	(N2102) Nerostné suroviny	(3911T001) Aplikovaná fyzika materiálů	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2009/2010	(N2102) Nerostné suroviny	(3911T001) Aplikovaná fyzika materiálů	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2008/2009	(N2102) Nerostné suroviny	(3911T001) Aplikovaná fyzika materiálů	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2007/2008	(N2102) Nerostné suroviny	(3911T001) Aplikovaná fyzika materiálů	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.