Technika vakua a práce s plyny

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Vybrané kapitoly z fyziky navazují na výuku fyziky v bakalářském studiu. Shrnují poznatky a fyzikální metody zejména z termodynamiky, statistické fyziky a elektrodynamiky. Předmět by studentům měl posílit fyzikální základ metod a postupů, z nichž budou čerpat v dalším studiu předmětů. Důraz je kladen zejména na pochopení zákonitostí a cvičení schopnosti řešit praktické příklady.

Požadavky:

Zápočet:

* účast na cvičeních nejméně 80%

* vyřešení všech domácích úkolů (obvykle ale ne vylucne 2 pocetni priklady kazdy tyden) a prezentace

Zkouška:

* písemná část se skládá ze 4-5 výpočetních příkladů, je možno používat učebnice a cvičebnice, pro postup do další části je třeba vyřešit více než polovinu písemky

* teoretická část: 2-3 teoretické otázky, není možno používat žádných podpůrných materiálů

* interpretační část: použití nabytých znalostí na jednoduché praktické příklady, je možno použít učebnici a cvičebnici

Osnova přednášek:

1. Definice základních pojmů: termodynamika, statistická fyzika, ideální plyn, termodynamická soustava, atom, atomová hmotnostní konstanta atd

2. Vnitřní energie soustavy, teplo, teplota, práce, tepelná rovnováha, stavová rovnice ideálního plynu, jednoduché děje s ideálním plynem

3. První termodynamický zákon a jeho aplikace na ideální plyn, tepelná kapacita a měrná tepelná kapacita

4. Druhý termodynamický zákon, kruhový děj, Carnotův děj

5. Matematická formulace 2. TD zákona, termodynamická stupnice, entropie, Třetí termodynamický zákon

6. Kinetická teorie plynu, model ideálního plynu, opakování základních pojmů z teorie pravděpodobnosti

7. Odvození rozdělení složek rychlostí, tlak plynu, teplota plynu, střední kvadratická rychlost molekul

8. Vnitřní energie jednoatomového plynu, ekvipartiční teorém, statistická interpretace entropie

9. Maxwellovo-Bolzmannovo rozdělení rychlostí

10. Reálný plyn

11. Plyn v silovém poli, barometrická rovnice

12. Fázové přechody, krystalické a amorfní pevné látky, rentgenová strukturní analýza,

13. tepelné vlastnosti krystalů

Osnova cvičení:

1. Základní pojmy - látkové množství, Avogadrova konstanta, molární hmotnost, atomová hmotnostní jednotka atd

2. Tepelná kapacita

3. Práce, teplo, vnitřní energie

4. 1. termodynamický zákon

5. 1. termodynamický zákon

6. Entropie

7. 2. termodynamický zákon

8. Vedení tepla

9. základní pojmy statistické fyziky

10. Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení rychlostí

11. Maxwellovo-Boltzmanovo rozdělení rychlostí

12. Reálný plyn

13. Barometrická rovnice, plyn v silovém poli

14. Fázové přechody

Cíle studia:

Vybrané kapitoly z fyziky navazují na výuku fyziky v bakalářském studiu. Shrnují poznatky a fyzikální metody zejména z termodynamiky, statistické fyziky a elektrodynamiky. Předmět by studentům měl posílit fyzikální základ metod a postupů, z nichž budou čerpat v dalším studiu předmětů. Důraz je kladen zejména na pochopení zákonitostí a cvičení schopnosti řešit praktické příklady.

Studijní materiály:

[1] Emanuel Svoboda, Roman Bakule: Molekulová fyzika, Academia Praha 1992

[2] Havránková: Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky, skriptum FJFI

[3] Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. Fyzika 2. Mechanika a termodynamika. Vysokoškolská učebnice obecné fyziky.Vyd. 1. Praha: Prometheus, 2000. 281 s. ISBN 80-214-1868-0 (pouze na bakalářské úrovni)

Volitelné (doplňující):

Petr Kulhánek: Statistická fyzika, skriptum FEL 2002

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: