717-2972/03 – Termodynamika a statistická fyzika (TSF)

Garantující katedraKatedra fyzikyKredity4
Garant předmětudoc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.Garant verze předmětudoc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2016/2017Rok zrušení2017/2018
Určeno pro fakultyFEI, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
CIP10 doc. RNDr. Dalibor Ciprian, Ph.D.
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;

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Diskuse na cvičeních během semestru.

E-learning

E-learning není k dispozici.

Další požadavky na studenta

Předpokládá se systematická domácí příprava studentů.

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: 2016/2017 zimní semestr, platnost do: 2017/2018 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 15
                zápočtová písemka Písemka 30  15
        Zkouška Zkouška 70 (70) 30
                Písemná část Písemka 30  15
                Ústní část Ústní zkouška 40  15
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (N2658) Výpočetní vědy (2612T078) Výpočetní vědy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2658) Výpočetní vědy (2612T078) Výpočetní vědy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku