Termodynamika a statistická fyzika
První termodynamický zákon, stavové parametry, stavové rovnice, stav termodynamické rovnováhy. Teplo. Adiabatický proces. Vratné a nevratné procesy. Tepelná kapacita.
Druhý termodynamický zákon, Caratheodoryho princip, absolutní teplota, entropie. Carnotův cyklus. Termodynamické potenciály. Jouleův-Thompsonův jev.
Termodynamika systémů s proměnným počtem částic, chemický potenciál. Grandkanonický potenciál. Gibbsova-Duhemova rovnice. Termodynamické potenciály dielektrik a magnetik.
Termodynamické potenciály nerovnovážných systémů. Princip vzrůstu entropie. Podmínky termodynamické rovnováhy. Guldbergův-Wageův zákon. Braunův-Le Chatelierův princip. Gibbsovo pravidlo fází.
Fázové přechody. Fázové přechody prvého druhu. Clausiona-Clapeyronova rovnice. Fázové přechody druhého druhu. Ehrenfestovy rovnice. Landauova teorie fázových přechodů druhého druhu, přechod feromagnetikum-paramagnetikum, Curieův-Weissův zákon.
Třetí termodynamický princip.
Popis mnohačásticového systému, fázový prostor, zákony zachování (teorém E. Noetherové). Statistický soubor. Liouvilleův teorém. Ergodický problém, Tolmanova hypotéza. Hustota kvantových stavů.
Mikrokanonický, kanonický a grandkanonický soubor. Stavová rovnice kanonického systému. Entropie.
Statistická rozdělení soustavy volných částic, formalizmus druhého kvantování. Grandkanonická partiční funkce, rozdělovací zákony ideálních plynů.
Ideální Maxwellův-Boltzmannův plyn. Ekvipartiční teorém. Měrná tepla modelových fyzikálních systémů. Chemické reakce v plynové směsi.
Ideální fermionový plyn. Elektronový plyn v homogenním magnetickém poli, diamagnetismus, paramagnetismus, Curieův zákon.
Ideální bosonový plyn. Záření absolutně černého tělesa, Planckův zákon. Fononové systémy, Einsteinův model krystalu, Debyeova teorie měrných tepel.
Boltzmannův neideální plyn, viriálová stavová rovnice.
Einsteinova teorie fluktuací. Onsagerovy relace reciprocity.
Literatura:
1. J. Kvasnica: Termodynamika, SNTL, Praha, 1965.
2. J. Kvasnica: Statistická fyzika, Academia, Praha, 1983 (2. vydání 1998).
3. M. Toda, R. Kubo, N. Saito: Statistical Physics I (Equilibrium Statistical Mechanics), Springer, Berlin, 1985, 1991.