10034 Termodynamik og statistisk fysik

2024/2025

Kursusinformation
Thermodynamics and statistical physics
Dansk
5
Bachelor
Retningsspecifikt kursus (BSc), Fysik og Ingeniørvidenskab
Retningsspecifikt kursus (BSc), Geofysik og Rumteknologi
Teknologiske linjefag, Geofysik og Rumteknologi
Naturvidenskabelige grundfag, Fysik og Nanoteknologi
F5B (ons 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger og gruppeaktiviteter.
13-uger
F5B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Vægtning: Skriftlig eksamen 75%, rapporter 25%.
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
10004/10005/10012
Jonatan Bohr Brask , jobb@fysik.dtu.dk
Kaare Hartvig Jensen , Lyngby Campus, Bygning 309, Tlf. (+45) 4525 2749 , khjensen@fysik.dtu.dk
10 Institut for Fysik
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Formålet med kurset er at give de studerende en introduktion til termodynamikkens grundbegreber på basis af elementer fra statistisk fysik. De studerende opnår et kendskab til, hvorledes termodynamikken udledes fra den statistiske fysik, og bliver i stand til at udføre beregninger på simple systemer inden for den statistiske fysik og termodynamikken.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Operere med begreberne multiplicitet, entropi og temperatur, og redegøre for deres sammenhæng.
  • Beregne sandsynligheden for at finde et system i en given tilstand med kendt energi, hvis systemet er i ligevægt med et varmebad.
  • Beregne tilstandssummen for simple modelsystemer med diskrete tilstande.
  • Beregne middelenergi, fri energi og entropi ud fra tilstandssummen.
  • Beregne volumen, tryk og temperaturændringer for en idealgas der gennemgår de fire fundamentale processer: isochor, isobar, isoterm og reversibel adiabat.
  • Beregne tilført varme og arbejde for en idealgas der udfører en eller flere processer.
  • Beregne virkningsgraden for en simpel kraftvarmemaskine og effektfaktoren for en simpel kølemaskine.
  • Anvende termodynamikken første og anden hovedsætning.
  • Vurdere, om en proces er mulig ved hjælp af begreberne entropi og fri energi.
  • Gennemføre et konkret projekt i en mindre gruppe, og redegøre skriftligt for resultaterne.
Kursusindhold
Termodynamiske tilstande og tilstandsligninger. Faser og faseovergange. Statistisk ensemble. Entropi og temperatur. Termodynamikkens hovedsætninger. Boltzmannfaktoren. Fri energi. Varme, arbejde og energiomdannelse. Idealgasprocesser.
Litteraturhenvisninger
Lærebog: Blundell og Blundell: Concepts in Thermal Physics, Oxford ISBN 978-0-19-956209-1 , 978-0-19-956210-7.
Sidst opdateret
02. maj, 2024