Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

 

 1. Studieavsnittets namn

Termodynamiska potentialer

Termodynamiska potentialer

Thermodynamic Potentials

2. Studieavsnittets kod

FYS2022

Motsvarande studieobjekt: 530296 Termodynamiska potentialer, 6 sp.

3. Är studieavsnittet obligatoriskt/valfritt

Kandidatprogrammet i fysikaliska vetenskaper ansvarar för studieavsnittet.

Studieavsnittet hör till ämnesstudier i fysik (FYS2600, obligatorisk).

Den erbjuds också till studerande från andra utbildningsprogram.

4. Studieavsnittets nivå (lägre/högre/doktor/europeiska referensramen EQF nivå 6, 7, 8)

Kandidatnivå=lägre högskoleexamen/EQF-nivå 6

5. Rekommenderad tidpunkt för när studieavsnittet ska genomföras

Rekommenderad tidpunkt: Andra studieåret, period II. Kursen kan avläggas efter grundkurserna och efter kursen "Termodynamikens grunder".

6. När studieavsnittet ordnas – termin/period

Studieavsnittet ordnas varje hösttermin, periodi II.


7. Studieavsnittets omfattning i studiepoäng

 5 sp

8. Lärare som ansvarar för studieavsnittet

Kai Nordlund


9. Studieavsnittets kunskapsmål

Efter genomförd kurs kan studeranden grundläggande termodynamik för främst idealgaser och ideala vätskor, till mindre del för realgaser. Detta inbegriper beräkning av värmeöverföring, utfört arbete, och förändring i potentialers värde under enkla förändringar i ett systems tillstånd, som t.ex. isotermiska, isobariska, isokora, och adiabatiska processer. Förståelse av den kemiska potentialen gör att studeranden kan utföra beräkningar som berör fasdiagram och fasövergångar, kemiska reaktioner och vätskeblandingar, t.ex. förändring i smälttemperatur vid förhöjt yttre tryck, energiförändring i en reaktion, och osmotiskt tryck. Studeranden behärskar också grunderna i svartkroppsstrålning och gittervibrationer (fononer). Studeranden behärskar också grundläggande termodynamik för kvantsystem.


10. Studieavsnittets form

Kursen kan avläggas via (a) utförande av räkneövningar som returneras för granskning och slutförhör, eller (b) sluttentamen. Närvaro på föreläsningar krävs inte.


11. Tidigare studier eller kunskaper

Grundkurser i fysik och FYS2021 Termofysikens grunder.


12. Rekommenderade valfria studier


13. Studieavsnittets innehåll

  • De olika potentialernas definition, deras roll för olika typiska processer (t.ex. konstant temperatur och konstant volym), och deras beteende då ett system närmar sig jämvikt.
  • Maxwells relationer och partialderivator, samt deras omskrivning till kombinationer av andra partialderivator och standardiserade responsfunktioner.
  • Ekvipartition av energi.
  • Urskiljbara och identiska klassiska och kvantmekaniska partiklar och följder för termodynamiska system.
  • System med diskreta och kontinuerliga energinivåer, oberoende och kombinerade system, system med flera partiklar.
  • Partitionsfunktionen för olika sorters system.
  • Realgaser och realgasmodeller, speciellt 'van der Waals'-modellen och dess termodynamik.
  • Fotoner och svartkroppsstrålning, speciellt Stefan-Boltzmann-lagen och dess tillämpning.
  • Fononer och modeller för dessa: Einstein- och Debyemodellen. Tillämpning på atomkedjor och illustrering av dispersionsbegreppet.
  • Den storkanoniska partitionssfunktionen och dess tillämpning: grunderna i kvantstatistik.
  • Tillämpning av kvantstatistik: grundläggande termodynamik för kvantsystem, inkluderande degenererad och nästan-degenererad Fermigas, samt Bose-Einstein-kondensering.


14. Rekommenderad eller obligatorisk litteratur

Kursboken är "Concepts in thermal physics" av S. och K. M. Blundell. Sidolitteratur rekommenderas varmt. Exempel på andra böcker som stöder inlärningen är:

  • F. Mandl, "Statistical physics"
  • P. Atkins, J. De Paula, "Atkins' Physical chemistry"


15. Aktiviteter och undervisningsmetoder som stöder lärandet


Deltagande i föreläsningar och räknesmedjor, utförande och returnering av räkneövningar och aktivitet då modellösningar presenteras stöder inlärningen.

16. Bedömningsmetoder och kriterier samt bedömningsskala


Kursens bedöms på basen av de returnerade räkneövningarna och sluttentamen på skalan 0-5.


17. Undervisningsspråk

Svenska


  • No labels