Thermodynamics and Statistical Physics
Code | Completion | Credits | Range | Language |
---|---|---|---|---|
02TSFA | Z,ZK | 4 | 2+2 | Czech |
- Garant předmětu:
- Lecturer:
- Tutor:
- Supervisor:
- Department of Physics
- Synopsis:
-
Foundation of thermodynamics and statistical physics. Thermodynamic potential, the Joule Thomson effect,conditions of equilibrium, the Braun-Le Chatelier principle. Statistical entropy. Basics of many body descriptionfrom a statistical point of view (classical and quasiclassical regime within the frame of a canonical and grand-canonical ensemble, Fermi gas, models of crystals and the black body radiation). The Boltzmann equation is usedto discusses simple transport phenomena.
- Requirements:
-
mechanics, electricity and magnetism, theoretical physics
- Syllabus of lectures:
-
1. Statistical entropy, the most probable distribution
2. Statistical ensembles
3. Thermodynamic potentials
4. Equilibrium conditions
5. The phase rule, phase transitions
6. Thermodynamic inequalities, Braun-Le Chatelier principle
7. Statistical description and the thermodynamics of the ideal gas
8. Fermi-Dirac, Bose-Einstein statistics
9. Heat capacity of crystals
10. Black body radiation
11. Boltzmann’s transport equation
12. Boltzmann’s H-theorem, transport phenomena
- Syllabus of tutorials:
-
Solving exercises on the following topics
1.Statistical entropy, the most probable distribution
2.Statistical ensembles
3.Thermodynamic potentials
4.Equilibrium conditions
5.The phase rule, phase transitions
6.Thermodynamic inequalities, Braun-Le Chatelier principle
7.Statistical description and the thermodynamics of the ideal gas
8.Fermi-Dirac, Bose-Einstein statistics
9.Heat capacity of crystals
10.Black body radiation
11.Boltzmann transport equation
12.Boltzmann H-theorem, transport phenomena
- Study Objective:
-
Knowledge:
learn basic concepts of thermodynamics and statictical physics
Skills:
solve elementary problems of statistical physics and thermodynamics
- Study materials:
-
Key references:
[1] R.H. Swendsen, An Introduction to Statistical Mechanics and Thermodynamics, Oxford Graduate Texts, Oxford University Press, Oxford, 2012
[2] P. Olla, An Introduction to Thermodynamics and Statistical Physics, Springer, 2016.
Recommended references:
[3] D.V. Schroeder, Introduction to Thermal Physics, Pearson Education Ltd. 2013
[4] H. B. Callen, Thermodynamics and an introduction to thermostatics, Wiley, New York, 1985
- Note:
- Further information:
- No time-table has been prepared for this course
- The course is a part of the following study plans:
-
- BS Matematické inženýrství - Matematické modelování (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Matematické inženýrství - Matematická fyzika (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Matematické inženýrství - Aplikované matematicko-stochastické metody (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Informatická fyzika (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Aplikace softwarového inženýrství (elective course)
- BS Aplikovaná informatika (elective course)
- BS jaderné inženýrství B (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Jaderné inženýrství C (elective course)
- BS Dozimetrie a aplikace ionizujícího záření (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Experimentální jaderná a částicová fyzika (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Inženýrství pevných látek (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Diagnostika materiálů (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Fyzika a technika termojaderné fúze (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Fyzikální elektronika (compulsory course of the specialization, elective course)
- BS Jaderná chemie (elective course)
- Fyzikální inženýrství - Počítačová fyzika (PS)
- Aplikované matematicko-stochastické metody (compulsory course in the program)
- Jaderné inženýrství - Aplikovaná fyzika ionizujícího záření (PS)
- Fyzikální inženýrství - Fyzikální inženýrství materiálů (PS)
- Fyzikální inženýrství - Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (PS)
- Fyzikální inženýrství - Inženýrství pevných látek (PS)
- Jaderná a částicová fyzika (compulsory course in the program)
- Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (PS)
- Fyzikální inženýrství - Laserová technika a fotonika (PS)
- Matematické inženýrství - Matematická fyzika (PS)
- Matematické inženýrství - Matematická informatika (elective course)
- Matematické inženýrství - Matematické modelování (PS)
- Kvantové technologie (compulsory course in the program)
- jaderné inženýrství - Radioaktivita v životním prostředí (elective course)
- Physical Engineering - Computational physics (PS)
- Quantum Technologies (compulsory course in the program)
- Nuclear and Particle Physics (compulsory course in the program)