Introductory statistical mechanics and thermodynamics

fakultatywne

Wyjaśnienie związków między właściwościami atomów i cząsteczek a właściwościami układów makroskopowych i zdobycie umiejętności obliczania funkcji termodynamicznych dla układów chemicznych

Na wykładzie przedstawiony jest fenomenologiczny i statystyczny opis układów makroskopowych, kwantowa definicja mikrostanu, liczba mikrostanów, warunek równowagi układów oddziałujących termicznie, statystyczna definicja temperatury i entropii; rozkład kanoniczny, suma statystyczna i jej związek z funkcjami termodynamicznymi układu; wpływ translacji, rotacji, oscylacji, wzbudzeń elektronowych, spinu jąder oraz rotacji wewnętrznej na funkcje termodynamiczne gazów dwu- i wieloatomowych; termodynamika statystyczna kryształów atomowych, teoria Einsteina i Debye'a, entropia resztkowa, termodynamika defektów w kryształach; zastosowanie metody statystycznej do badania równowag chemicznych oraz do oceny szybkości reakcji chemicznych; wielki rozkład kanoniczny, fluktuacja liczby cząsteczek; statystyki Bosego-Einsteina i Fermiego-Diraca; limit klasyczny (Boltzmanna) i granice jego stosowalności; zastosowanie statystyk kwantowych do gazu elektronowego i fotonowego; kondensacja Bosego-Einsteina; przybliżenie kwaziklasyczne; suma statystyczna w granicy klasycznej i jej obliczenie dla gazu niedoskonałego; rozwinięcie wirialne równania stanu, równanie van der Waalsa; symulacje Monte Carlo i dynamika molekularna.

1. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN, Warszawa 1975.

2. N. A. Smirnowa, Metody termodynamiki statystycznej w chemii fizycznej, PWN, Warszawa 1980.

3. H. Buchowski, Elementy termodynamiki statystycznej, WNT, Warszawa 1998.

4. R. Kubo, Fizyka statystyczna I, WNT, Warszawa, 1991

5. A. Ciach, R. Hołyst, A. Poniewierski. Termodynamika dla chemikow, fizyków i inżynierów. UKSW Warszawa, 2004

Zrozumienie podstawowych zasad termodynamiki i mechaniki statystycznej oraz opanowanie umiejętności zastosowania termodynamiki statystycznej do obliczania funkcji termodynamicznych, stałych równowagi oraz szybkości reakcji w prostych układach chemicznych.

egzamin pisemny

brak