Termofysik 2006

Termofysik 2006

Föreläsare: Prof. Kai Nordlund

Räkneövningsassistent: FD Petra Träskelin

Kursbeskrivning

53014 Termofysik, 5 sv, 9 sp

Undervisningsperiod: Period I+II, veckorna 36-42 samt 44-50: ti 14-16, torsd. 14-16, övningar torsd. 16-18

Mellanförhör: Meddelas senare

Plats: Seminarierummet i Acceleratorlaboratoriet (Pehr Kalms gata 2).

Första föreläsningen: ti 5.9 kl. 14.15.

Avvikelser i föresläsningstidtabellen

  • Ingen föreläsning Ti 19.9
  • Ingen föreläsning To 21.9
  • Ingen föreläsning mellanveckan 23-27.10
  • Ingen föreläsning Ti 12.12

    Omfattning: 52 timmar föreläsningar, 26 timmar räkneövningar

    Tidpunkt i studierna: 2. studieåret.

    Förkunskaper: Approbatur i fysik

    Undervisningsspråk: Svenska. Mellanförhör kan även avläggas på finska eller engelska.

    Kursbeskrivning: Den statistiska fysikens och termodynamikens grunder

    Litteratur: Kursbok: F. Mandl: Statistical Physics, J. Wiley et Sons

    Bedömning: Kursen avläggs på delförhör (eller sluttentamen). Tilläggspoäng ges för aktivitet i räkneövningarna (minst 1/3 krävs för att komma igenom kursen).


    • Kvävegas vid 300 K och ungefär 40 bars tryck

    Förhör

  • Mellanförhör 1 Ons 25.10 kl. 14-18 i Acceleratorlabbet
  • Mellanförhör 2 Ti 5.12 kl. 14-18 i Acceleratorlabbet

    Föreläsningsanteckningar

    Poängtera gärna om fel till föreläsaren. Allvarliga fel kommer att korrigeras under kursens lopp.

    Anteckningarna ges ut i pdf-format, som går att printa rakt på de flesta moderna printrar. Notera att filerna kan vara ganska så stora, av storleksordningen 10 Mb.

    1. [PDF] 1. Introduktion och första grundlagen : 1.1 Överblick och motivation, 1.2 Interlud: repetition av partiell derivering, 1.3 Temperatur, 1.4 Termodynamikens första grundlag
    2. [PDF] 2. Termodynamikens statistiska bas : 2.1 Termodynamikens statistiska bas, 2.2 Jämvikt i ett delsystem, 2.3 Exempel: vakansen eller Shottky-defekten, 2.4 Exempel: statistisk beskrivning av paramagnetism, 2.5 Två-nivåsystem och negativ temperatur
    3. [PDF] 3. Klassisk termodynamik : 3.1 Termodynamikens II grundlag i differentialform, 3.2. Termodynamiska potentialer, 3.3. Bestämning av termodynamiska storheter från tillståndsekvationen, 3.4. Termodynamikens III grundlag, 3.5. Adiabatisk demagnetisering, 3.6. Klassiska versioner av den II grundlagen, 3.7. Värme- och kylmaskiner, 3.8. Sambandet mellan CV och CP 3.9 Joule & Joule-Thomson processerna
    4. [PDF] 4. Faser : 4.1 Partikeltalet som termodynamisk variabel, 4.2. Fasjämvikt, 4.3 Fasdiagram
    5. [PDF] 5. Den klassiska idealgasen : 5.1. Idealgasernas statistiska mekanik, 5.2. Boltzmanngasens fria energi, 5.3. Monatomära idealgaser, 5.4. Polyatomära idealgaser, 5.5. Ekvipartitionsprincipen
    6. [PDF] 6. Reella gaser : 6.1. Reella gaser, 6.2 Van der Waal's gasekvation
        Exempel på webbföreläsning med tal: termo6nc-4_tal.pdf : kan åhöras med Adobe Reader 7 åtminstone i Windows.
    7. [PDF] 7. Bose-Einstein-statistik : 7.1. Bose-Einstein distributionen, 7.2. Svartkroppsstrålning, 7.3. Stimulerad och spontan emission, 7.4. Fasta ämnens specifika värme, 7.5. Boseidealgasen, 7.6. Bosegasen vid låga temperaturer
    8. [PDF] 8. Fermi-Dirac-statistik : 8.1. Fermi-Dirac fördelningen, 8.2. Degenererade Fermisystem, 8.3. Elektrongasen i metaller, 8.4. Fermigaser vid låga temperaturer, 8.5. Fermigasernas paramagnetism
    9. [PDF] 9. Diffusionsteori : 9.1. Transportprocesser, 9.2. Partikeldiffusion, 9.3. Browns rörelse
    10. [PDF] 10. Repetition

    11. [PS] Sammanfattnings-härledning av de kvantstatistiska fördelningsfunktionerna.

      Räkneövningar

      Räkneövningarna sköts med "kryss-i-rutan"-systemet, alltså lösningen skall vara gjord före räkneövningsturen, man kryssar för vilka uppgifter man löst, och en slumpmässigt vald studerande får presentera sin lösning.
    12. Rö 1
    13. Rö 2
    14. Rö 3
    15. Rö 4
    16. Rö 5
    17. Rö 6
    18. Rö 7
    19. Rö 8
    20. Rö 9
    21. Rö 10
    22. Rö 11

      Tilläggsmaterial i webben

    23. Materialet för termofysik 2004
    24. Materialet för termofysik 2005
    25. Slumpvandringsprogrammet randomwalk1d.f90
      Mera material kommer till sidorna då kursen närmar sig och under kursens lopp
      Kai Nordlund