| NFYC01 |
Termodynamik och statistisk fysik, 5 p
/
7,5 hp
/Thermodynamics and Statistical Physics/ |
|||
Prel. schemalagd
tid: 66 |
||||
|
Utbildningsområde: Naturvetenskap Ämnesgrupp: Fysik Nivå (A-D):C Huvudområde: Fysik Nivå (G1,G2,A): G2 |
||||
|
Mål:
Det övergripande målet med momentet statistisk fysik är att studenten - med en kvantmekanisk beskrivning av mikroskopiska fysikaliska system som utgångspunkt och vägledd av principen om entropins maximering - kan härleda och beräkna jämviktsegenskaper hos makroskopiska system som har tillämpning inom termodynamik och energiteknik men även inom medicin, metallurgi, kemi, halvledarfysik. Det innebär att studenten skall
|
||||
| Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan) Envariabelanalys, Flervariabelanalys, Modern fysik. OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande. |
||||
| Organisation: Föreläsningar, räkneövningar och laborationer |
||||
| Kursinnehåll: De statistiska definitionerna av temperatur, tryck och kemisk potential och deras samband med termodynamisk identitet. Beräkning av ett modellsystems temperatur då det är känt hur dess multiplicitet beror av energin. Resonemang som leder fram till boltzmannfaktor, gibbsfaktor och tillhörande tillståndssumma respektive gibbssumma. Entropi, tryck och kemisk potential skrivna som partiella derivator av Helmholtz fria energi. Beräkning av ett systems förväntade energi resp partikelantal ur tillståndssummornas beroende av temperatur respektive kemisk potential. Beräkning av tillståndssumman för en ideal gas i klassisk gräns. Begreppen total, extern och intern kemisk potential. Partiklars inre struktur beskriven i form av intern tillståndssumma hos ideal gas i klassisk gräns. Härledning av langmuirisoterm. Beräkning av hur den termiska energin fördelas i en fotongas och hur detta leder fram till ett uttryck för svartkroppens emittans. Jordens energibalans och växthuseffekten. Uttrycken för besättningstal för såväl fermioner som bosoner. Frielektronmodellen för metaller. De termodynamiska begreppen värme, arbete, reversibilitet, adiabat, isokor, isentrop, isoterm, isobar, van der Waals ekvation samt effektivitetsmåtten (verkningsgraderna) hos värmemotor, kylskåp och värmepump om de tänkes arbeta enligt carnotcykeln. Härledning av massverkans lag samt Clausius-Clapeyrons ekvation. . . . . . I laborationsdelen studeras värmemotorers och värmepumpars effektivitet. Mätning av värmekapacitet för gaser, vätskor och fasta ämnen genomförs liksom omvandlingsvärme vid fasövergångar. |
||||
| Kurslitteratur: Kittel och Kroemer: Thermal physics 2nd ed., Freeman. Läs- och räkneråd för kursen termodynamik och statistisk mekanik, Lars Alfred Engström. Laborationskompendier. |
||||
| Examination: | ||||
| TEN1 LAB1 |
En skriftlig tentamen (U,G,VG) Laborationer (U,G) |
3,5 p 1,5 p |
/ / |
5 hp 2 hp |
Undervisningsspråk är Svenska.
Institution: IFM.
Studierektor: Magnus Boman
Examinator: Lars Alfred Engström
Ansvarig programnämnd: Elektro&Fysik
Engelsk kursplan
Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas.
Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt.
Om inget annat anges ovan gäller betygsskala enligt avsnitt a8.5 i de gemensamma bestämmelserna.
Kursplanen gäller för 2008 enligt beslut av ansvarig programnämnd/fakultetstyrelse.
 |
||||||
| ||||||