Termodynamika i fizyka statystyczna R

1. Wstęp: Jak sobie radzić z układami wielu cząstek? Krótkie kompendium z rachunku prawdopodobieństwa.

2. Symetrie i ich znaczenie w fizyce

3. Demon Laplace'a. Opis świata w skali mikro i w skali makro. Pojęcie

nieodwracalności. Procesy dochodzenia do stanu równowagi

4. Zliczanie mikrostanów. Entropia.

5. Rozkład mikrokanoniczny.

6. Równowaga mechaniczna, termiczna i chemiczna. Pojęcie temperatury,

ciśnienia i potencjału chemicznego.

7. Rozkład kanoniczny, suma statystyczna, energia swobodna, fluktuacje.

8. Termodynamika. Pojęcie pracy i ciepła. Pierwsza zasada termodynamiki.

9. Druga zasada termodynamiki. Klasyfikacja procesów Plancka,

wewnętrzna produkcja entropii. Silniki, lodówki, pompy

cieplne etc.

10. Wyrażenie na entropię w rozkładzie kanonicznym. Interpretacja pracy i ciepła w języku stanów energetycznych.

11. Silnik Szilarda, demon Maxwella i zasada Landauera - czy płacimy entropią za zapominanie?

12. Wielki rozkład kanoniczny. Wielki potencjał termodynamiczny.

13. Potencjały termodynamiczne i zasady ekstremalne.

14. Tożsamości Maxwella, praca minimalna i maksymalna.

15. Podatności i efekty krzyżowe, warunki stabilności, reguła przekory

16. Dygresja: próby zdefiniowania entropii Wszechświata, problemy z

termodynamiką układów grawitujących, entropia czarnych dziur, zasada

holograficzna t'Hoofta

17. Układy wieloskładnikowe i wielofazowe, przejścia i diagramy fazowe.

18. Kwantowa fizyka statystyczna. Operator gęstości.

19. Statystyki kwantowe, kwantowe gazy doskonałe.

20. Gaz fermionów, energia Fermiego, ciepło właściwe

21. Gaz bozonów, kondensacja Bosego-Einsteina

22. Promieniowanie ciała doskonale czarnego, rozkład Plancka

23. Ciepło właściwe kryształu; model Einsteina i Debye'a