L?rebok:
Daniel V. Schroeder: "An Introduction to Thermal Physics". F?lgende deler av boken er pensum: Kap.1: 1.1-1-6, hele kap.2, hele kap.3, kap.4: 4.1-4.2, kap.5: 5.1-5.3, 5.6 (litt forkortet), hele kap.6, kap.7: 7.1-7.4, 7.6. Kap.8 utg?r.
R.Baierlein: "Thermal Physics" kan ogs? anbefales som supplement til l?reboken angitt ovenfor.
Oversikt over pensum:
I kapittel 1 i l?reboken gjennomg?s grunnleggende klassisk termodynamikk. Ideell gass, f?rste hovedsetning, adiabatiske og isoterme prosesser, varmekapasitet.
Kapittel 2 fortsetter med andre hovedsetning basert p? et statistisk utgangspunkt. Tre systemer diskuteres: Ideell gass, Einstein-krystall og paramagnetisme. Begrepet entropi innf?res fra statistiske betraktninger.
Disse temaene f?res s? videre i kapittel 3 hvor makroskopiske st?rrelser som temperatur, trykk, kjemisk potensial, varme og entropi knyttes til det mikroskopiske statistiske utgangspunktet.
Kapittel 4 gir en kort innf?ring i varmekraftmaskiner, kj?leskap og varmepumper med vekt p? den ideelle Carnot-prosessen.
I kapittel 5 innf?res de termodynamiske potensialene, med anvendelser p? enkle kjemiske reaksjoner og faseoverganger. Videre etableres massevirkningsloven, og anvendes p? kjemiske reaksjoner, dissosiasjon av vann (pH), ionisasjon av hydrogen.
Kapittel 6 er viet klassisk statistisk mekanikk (Boltzmann-statistikk) og relasjonen mellom mikroskopiske kvantemekaniske egenskaper og makroskopiske termodynamiske st?rrelser.
Til slutt gir kapittel 7 en innf?ring i kvantestatistikk. Bosoner og Fermioner, degenerert Fermi-gass (eksempler: halvledere og hvite dvergstjerner), sort str?ling, energi og entropi for fotongass, Stefans lov. Kurset avsluttes med en relativt grundig diskusjon av Bose-Einstein kondensasjonen.
L?ringsm?l:
Etter kurset skal studentene kunne:
Gj?re rede for og anvende termodynamikkens lover, samt grunnleggende termodynamiske st?rrelser og de matematiske sammenhengene mellom disse
Gj?re rede for den statistiske tolkningen av termodynamikken og sammenhengen mellom mikroskopiske og makroskopiske egenskaper
Anvende kombinatoriske metoder til ? analysere matematisk enkle systemer, inkludert beregning av termodynamiske egenskaper
Gjennomf?re beregninger for enkle prosesser og analysere praktiske anvendelser som varmekraftmaskiner
Sette opp uttrykk for de termodynamiske potensialene og deres termodynamiske identiteter, og bruke disse til ? utlede andre relasjoner
Gj?re rede for den grunnleggende fysikken bak faseoverganger for rene stoffer og bak kjemiske likevekter
Sette opp den kanoniske partisjonsfunksjonen for enkle klassiske systemer med forskjellige frihetsgrader, og anvende denne til utledning av termodynamiske egenskaper
Anvende kvantestatistiske fordelingsfunksjoner og sammenhengen mellom partikkeltall og kjemisk potensiale til ? analysere utvalgte systemer som degenerert Fermigass, str?ling fra sort legeme og Bose-Einstein-kondensater