1. SylabUZ
2. Wydział Fizyki i Astronomii
3. semestr zimowy 2017/2018
4. Fizyka - pierwszego stopnia z tyt. licencjata
5. Podstawy fizyki II - Termodynamika

Wygeneruj PDF dla tej strony

Podstawy fizyki II - Termodynamika - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Celem zajęć jest zdobycie przez studenta umiejętności rozumienia i ścisłego opisu zjawisk fizycznych z zakresu termodynamiki oraz podstaw fizyki statystycznej. Ponadto studenci zapoznają się z rozwojem pojęć i metod badawczych fizyki. Wykład wzbogacony jest o pokazy ilustrujące prawa fizyczne i ich zastosowania.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Znajomość matematyki i fizyki na poziomie szkoły średniej, ukończony kurs „Podstawy fizyki I”.

Zakres tematyczny

- Podstawowe pojęcia termodynamiki: praca, ciepło, energia wewnętrzna

- Zerowa zasada termodynamiki: pomiar temperatur, skale temperatur

- Ciepło a własności materiałowe: rozszerzalność cieplna ciał stałych, ciepło właściwe, ciepło przemiany

- Ciepło a praca: pierwsza zasada termodynamiki, przemiany termodynamiczne

- Przekaz energii w postaci ciepła: przewodnictwo cieplne, konwekcja, promieniowanie

- Model gazu doskonałego: idealizacja w modelu, przemiany gazu doskonałego,

- Modele gazu rzeczywistego: równanie van der Waalsa

- Kinetyczna teoria gazów: związek ciśnienia i temperatury ze średnią prędkością kwadratowa cząstek, rozkład prędkości Maxwella, średnia droga cząstek

- Druga zasada termodynamiki: procesy odwracalne i nieodwracalne, entropia, strzałka czasu, silniki cieplne

- Trzecia zasada termodynamiki: temperatura zera bezwzględnego

- Elementy przejść fazowych: fluktuacje, diagram fazowy, przejścia fazowe pierwszego rodzaju oraz ciągłe

- Elementy fizyki statystycznej: prawdopodobieństwo, mikrostany a makrostany, suma statystyczna, entropia, rozkład mikrokanoniczny i kanoniczny, statystyczna definicja temperatury, układy otwarte, wielki rozkład kanoniczny, bozony i fermiony, statystyka Fermiego-Diraca i Bosego-Einsteina, gaz fotonowy we wnęce i prawo promieniowania Plancka, widmo ciała doskonale czarnego

Metody kształcenia

Wykład konwencjonalny ilustrowany demonstracjami zjawisk fizycznych .
Ćwiczenia rachunkowe, w ramach, których studenci analizują i rozwiązują zadania ilustrujące treść wykładu

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład: Pozytywna ocena z egzaminu składającego się z części pisemnej i ustnej. Uzyskanie pozytywnej oceny wymaga udzielenia przynajmniej 60% poprawnych odpowiedzi na postawione pytania.

Ćwiczenia: Pozytywna ocena z kolokwium na podstawie powyżej 50% maksymalnej liczby punktów.

Przed przystąpieniem do zaliczenia z wykładu student musi uzyskać zaliczenie z ćwiczeń.

Ocena końcowa: średnia arytmetyczna ocen egzaminu i zaliczenia ćwiczeń.

Literatura podstawowa

[1] A. K. Wróblewski, J. A. Zakrzewski, Wstęp do fizyki, (t. 2, cz. 2, roz. VI – Elementy termodynamiki, t. 1, roz. VII – Układy bardzo wielu cząstek), Wydawnictwo Naukowe PWN,, 1991 i 1984.

[2] R. Hołyst, A. Poniewierski, A. Ciach, Termodynamika dla chemików, fizyków i inżynierów, Wydawnictwo Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego, Warszawa, 2005.

[3] K. Huang, Podstawy fizyki statystycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.

[4] Slajdy z wykładów i inne materiały udostępnione przez prowadzących zajęcia.

Literatura uzupełniająca

[1] D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, tom 2, Wydawnictwo Naukowe PWN,  Warszawa 2005.

[2] I. Anselm, Podstawy fizyki statystycznej i termodynamiki, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1990.

Uwagi

Wykłady uzupełniane są demonstracjami fizycznymi prowadzonymi przez dra S. Jerzyniaka oraz mgr S. Kruka i pana H. Adamka.

 

Zmodyfikowane przez dr hab. Maria Przybylska, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 02-11-2017 00:37)