Course syllabus

Kurs-PM

SEE065: Ordning och oordning i fysikaliska system, lp3 VT21 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Rymd-, geo- och miljövetenskap

 

Kontaktuppgifter

Examinator och föreläsare:
Kristian Lindgren (kristian.lindgren@chalmers.se)

Lärare (räkneövningar och projekt):
Therese Karmstrand (therese.karmstrand@chalmers.se)
Pernilla Tanner (tannerp@chalmers.se)

 

Kommunikation från examinatorn och övningsledarna sker via Chalmers epost: Det är viktigt att ni kollar Chalmers epost regelbundet. 

Kursens syfte

Kursen skall ge kunskaper om grundläggande termodynamiska relationer och hur dessa kan förstås ur ett mikroskopiskt perspektiv genom statistisk fysik. Efter avslutad kurs skall teknologen kunna tillämpa dessa lagar på enkla praktiska problem och kunna använda dessa för att förstå, beskriva och analysera energiomsättande system i natur och samhälle. 

 

Schema

Schema för föreläsningar och övningstillfällen finns i TimeEdit.

 

Kurslitteratur

• Energilära: Grundläggande Termodynamik (Beckman m fl, 2005). (Finns på Cremona.)
• Ordning och oordning — ur ett mikroskopiskt och ett makroskopiskt perspektiv (Lindgren, 2021). (Ny reviderad version 2021-02-28: PDF-dokument för nedladdning.)

 

Kursens upplägg 

Kursen följer ett veckoschema med föreläsningar måndagar och tisdagar samt övningstillfällen/handledning torsdagar och fredagar (med något undantag, se TimeEdit).

Föreläsningar:

Föreläsningarna följer "Föreläsningsplanen" (se motsvarande modul) preliminärt, men kan komma att modifieras om så krävs.

Övningar:

En planering för övningarna finns under modulen "Räkneövningar". Notera att informationen om vilka uppgifter som kommer att behandlas uppdateras löpande under kursen gång, dock senast dagen innan övningen. 

Python-projekt:

Ett obligatoriskt projekt som behandlar centrala begrepp och problemformuleringar som kan uppstå inom termodynamiken kommer att ges. Projektet kommer att innehålla både numeriska moment som skall lösas med hjälp av ett Python-script, samt analytiska moment som kräver beräkningar med penna och papper. Lösningarna skall sedan redovisas i en skriftlig rapport skriven i Latex. 

Två handledningstillfällen kommer att ges på övningarna. Dessa tillfällen finns med i planeringen för räkneövningarna. 

Detaljerade instruktioner kommer att publiceras under modulen "Python-projekt". 

Inlämningsuppgifter:

Kursen erbjuder två omgångar med hemuppgifter som är frivilliga och kan ge bonuspoäng till sluttentamen (se "Examination" nedan). Instruktioner till uppgifterna kommer att publiceras under modulen "Inlämningsuppgifter".  

 

Lärandemål

• redogöra för energibegreppet i termodynamik samt särskilja begreppen energi, värme och arbete. 
• redogöra för begreppen entropi och exergi. 
• genomföra termodynamiska beräkningar för olika processer. 
• förklara entropi som ett mått på oordning utgående från en mikroskopisk beskrivning av enkla modellsystem. 
• förklara exergi som ett mått på ordning. 
• förklara relationen mellan den statistiska mekanikens mikroskopiska beskrivning och den fenomenologiska termodynamiken. 
• redogöra för och tillämpa termodynamikens första och andra huvudsats för slutna och öppna system. 
• förklara begreppet fri energi och tillämpa detta i samband med termodynamisk jämvikt.
• redogöra för grunderna vad gäller fasjämvikt. 
• redogöra för de grundläggande tillståndsfördelningarna i statistisk mekanik. 
• redogöra för svartkroppsstrålning samt ställa upp samband för strålningsbalans. 
• tillgodogöra sig ny teknisk och vetenskaplig information inom området, speciellt vad gäller energiomsättande system i natur och samhälle.

 

Examination

Sluttentamen: Kursen examineras med en skriftlig tentamen (torsdagen den 18/3, em). Som läget är nu planeras detta som en zoom-tentamen vilket då innebär att alla hjälpmedel (utom annan person) är tillåtna. (Om situationen ändras kan detta komma att ändras till vanlig salstentamen.) Maximal poäng på tentamen är 50.

Inlämningsuppgifter: Hemuppgift 1 och 2 är frivilliga men poäng från dessa (max 3p resp 7p) kan användas för att ge högre betyg (4 och 5) på kursen. Båda uppgifterna kan lämnas in två gånger. Ett korrekt svar vid första inlämningen viktas med faktor 1. Därefter är det frivilligt att rätta sina fel och lämna in en andra gång. Ett korrekt svar efter den andra inlämningen viktas med faktor 0.5. 

Projektuppgiften:  Projektet är obligatoriskt och betygssätts med betyg Godkänd eller Underkänd. Godkänt betyg för projektet krävs för Godkänt slutbetyg i kursen.

Betygsgränserna: är för betyg 3: 20p, för betyg 4: 30p och för betyg 5: 40p. För godkänt krävs alltså 20p på tentamen men för de högre betygen kan poäng från hemuppgifterna inräknas.

 

Länk till kursplanen i Studieportalen: Studieplan SEE065