Kurs-PM

FTF140 Termodynamik och statistisk mekanik, lp1 HT19 (7,5 hp)

FYP300 Statistisk fysik, lp1 HT19 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Fysik

Kontaktuppgifter

Göran Wahnström                    Examinator/föreläsare          goran.wahnstrom@chalmers.se

Magnus Rahm                              Övningsledare                            magnus.rahm@chalmers.se              

Jonatan Wårdh                            Övningsledare                            jonatan.wardh@physics.gu.se              

Simon Lindberg                            Labbansvarig                              simon.a.lindberg@chalmers.se

Adam Arvidsson                          Labbassistent                            adam.arvidsson@chalmers.se      

Hampus Renberg Nilsson      Labbassistent                            hampus.renberg.nilsson@chalmers.se

Johan Eriksson                             Labbassistent                            johan.eriksson@chalmers.se 

Veronica Ideböhn                       Labbassistent                            veronica.idebohn@physics.gu.se    

Kursens syfte

Kursen skall ge kunskaper om grundläggande termodynamiska relationer och statistiska fördelningslagar, så att teknologen efter avslutad kurs kan tillämpa dessa lagar på enkla praktiska problem och även tillgodogöra sig ny teknisk och vetenskaplig information på området för att i framtiden kunna angripa mera komplicerade teknologiska problem.

Schema

TimeEdit

Kurslitteratur

-    Daniel V. Schroeder: An Introduction to Thermal Physics

     (Kap. 1 t.o.m. kap. 7, förutom avsnitten 1.7, 3.3, 5.5, 5.6 och 7.5.)

-    16 arbetsplaner (kurshemsidan)

-    Sammanfattning (kurshemsidan)

-    Labb-PM T4 (kurshemsidan)

Kursens upplägg

Undervisningen ges i form av föreläsningar och räkneövningar. Dessa kompletteras av en obligatorisk experimentell laboration, T4 Varmluftsmotorn. Dessutom innehåller kursen två frivilliga duggor, förutom en skriftlig sluttentamen.

Förändringar sedan förra kurstillfället

Storgruppsövningar.

Lärandemål

• redogöra för energibegreppet i termodynamik samt särskilja begreppen energi, värme och arbete;
• genomföra termodynamiska beräkningar för olika processer och förstå betydelsen av kvasistatiska processer;
• redogöra för entropibegreppet baserat på en mikroskopisk beskrivning;
• beräkna entropi och andra termodynamiska storheter utgående från en mikroskopisk beskrivning av enkla modellsystem;
• 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 och tillgängligt arbete;
• redogöra för grunderna vad gäller fasjämvikt, både i en- och två-komponentsystem;
• redogöra för de grundläggande tillståndsfördelningarna i statistisk mekanik samt kunna använda dessa inom ett brett spektrum av tillämpningsområden;
• redogöra för svartkroppsstrålning samt ställa upp samband för strålningsbalans;
• redogöra för kvantstatistik och kunna tillämpa detta på ideala kvantgaser samt behärska begreppet tillståndstäthet;
• tillgodogöra sig ny teknisk och vetenskaplig information inom området;
• utveckla tillämpningar baserade på termodynamiska och statistiskt mekaniska principer inom tekniska och naturvetenskapliga områden.

Examination

FTF140 Termodynamik och statistisk mekanik

-    Skriftlig tentamen (max 50p)

-    2 duggor (max 4p+4p=8p)

-    1 obligatorisk laboration

För godkänt på kursen krävs 20 poäng (32p för fyra, 44p för femma) samt godkänd laboration. Om du har gjort laborationen och är godkänd behöver du inte göra om den. Eventuella bonuspoäng från duggorna adderas direkt till tentamensresultatet. Bonuspoängen kan användas också till resterande omtentor under kursåret.

FYP300 Statistisk fysik

-    Skriftlig tentamen (max 50p)

-    2 duggor (max 4p+4p=8p)

-    1 obligatorisk laboration

För godkänt på kursen krävs 20 poäng (38p för VG) samt godkänd laboration. Om tidigare är godkänd på laboration T4 Varmluftsmotorn behöver man inte göra om den i denna kurs. Eventuella bonuspoäng från duggorna adderas direkt till tentamensresultatet. Bonus-poängen kan användas också till resterande omtentor under kursåret.

 

Tentamen

Tentamen är skriftlig med uppgifter av framförallt problemlösningskaraktär. Tillåtna hjälpmedel är: Physics Handbook, BETA, ett A4-blad (2 sidor) med egna anteckningar, Chalmersgodkänd räknare.

Duggor

Duggorna är avsedda att testa förståelsen av de grundläggande begreppen. Inga tillåtna hjälpmedel.

Laboration

Syftet med laborationen är att praktiskt tillämpa termodynamiken. Labben bokas via kurshemsidan.

 

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan