Теоретична частина одз
Метою розділу є більш детальне вивчення питань, що стосуються дисципліни «Статистична фізика».
Необхідно дати відповідь на питання, перелік яких приведений нижче. Кожен студент обирає 1 питання, відповідно свого варіанту (номеру за списком).
Перелік питань:
Основні поняття термодинаміки. Внутрішня енергія. Робота. Нульове начало термодинаміки. Термічна рівновага. Температура. Теплота.
Метод Гіббса. Зв'язок термодинаміки з статистичною фізикою. Основні формули і поняття квантової статистичної фізики.
Перше начало термодинаміки. Друге начало термодинаміки для рівноважних процесів. Друге начало термодинаміки для нерівноважних процесів.
Третє начало термодинаміки. Необхідні і достатні умови термодинамічної рівноваги.
Основні положення статистичної фізики. Принцип Больцмана. Функція розподілу.
Термодинамічні властивості одноатомного ідеального газу. Квантова статистика ідеального газу. Розподіли Фермі-Дірака, Бозе – Ейнштейна.
Термодинамічні властивості невиродженого одноатомного газу. Термодинамічні властивості двохатомного молекулярного газу.
Термодинамічні потенціали. Співвідношення Максвелла. Співвідношення Дюгема-Гіббса.
Фазова рівновага. Теорія фазового переходу тверде тіло – газ.
Термодинамічна теорія флуктуацій. Часові кореляції флуктуацій термодинамічних величин.
Розподіл швидкостей молекул газу. Закон розподілу швидкостей Максвелла. Розподіл молекул по абсолютним значенням швидкостей. Середні швидкості молекул.
Закон розподілу Больцмана. Розподіл Больцмана та атмосфера планет. Метод найбільш ймовірного розподілу в статистиці Больцмана.
Молекулярні сили та відхилення від законів ідеальності газів. Рівняння Ван-дер-Ваальса. Внутрішня енергія Ван-дер-Ваальсівського газу.
Фази та фазові перетворення. Умова рівноваги фаз. Випаровування, конденсація та плавлення, кристалізація.
Потрійні точки. Діаграми стану. Кипіння та перегрівання рідини.
Метастабільні стани. Фазові перетворення другого роду.
Ентропія. Закон зростання ентропії. Узагальнене поняття ентропії на нерівноважні стани.
Явища перенесення в газах. Самодифузія в газах. Зв'язок дифузії з рухомістю частиці.
Концентраційна дифузія в газах. Броунівський рух як процес дифузії.
Статистики Бозе-Ейнштейна та Фермі-Дірака. Теорема Нернста.
Макроскопічний стан. Мікроскопічний стан. Рівноважний стан системи. Статистичний ансамбль систем. Мікроканонічний ансамбль.
Розподіл Больцмана. Співвідношення розподілів Максвелла та Больцмана. Барометрична формула.
Електронний газ.
Фотонний газ.
Канонічний ансамбль. Розподіл Гіббса.
Процеси в ідеальних газах – ізобарний, ізохорний, ізотермічний, політропний та адіабатичний процеси.
Циклічні процеси. Робота циклу. ККД. Теорема Карно. Холодильна машина та нагрівач.
Явища переносу в твердих тілах. Явища переносу в рідинах.
Хімічний потенціал та рівновага фаз. Правило фаз.
Термодинамічні потенціали і умови термодинамічної стійкості.
Теплопровідність газів. Нестаціонарна теплопровідність.
Теплопровідність газів. Стаціонарна теплопровідність.
Оборотні і необоротні процеси.
Статистика фермі-газу. Термодинамічні властивості електронного газу в металах.
Статистика бозе-газу. Конденсація Бозе.