10034 Termodynamik og statistisk fysik
2024/2025
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