Theoretische Physik 4: Thermodynamik und Statistische MechanikDiplomstudiengang Physik (4/2)H. Solbrig |
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1. Thermodynamische Beschreibung 1.1. Gleichgewicht 1.2. Bezeichnungsweisen 1.3. Gasmodell 2. Erster Hauptsatz 2.1. Zustandsgrößen innere Energie und Enthalpie 2.2. Wärmekapazität, Kompressibilität, Ausdehnungskoeffizient 2.3. Adiabatische Prozesse 2.4. Entspannung idealer und realer Gase 3. Zweiter Hauptsatz 3.1. Über die Richtung spontaner Prozesse in der Natur 3.2. Carnot-Prozess 4. Zustandsgröße Entropie 4.1. Existenz der Entropie 4.2. Thermodynamische Fundamentalbeziehung und quasistatischer Ersatzprozeß 4.3. Entropieänderung und Prozessgrößen 4.4. Zusammenhang zwischen thermischer und kalorischer Zustandsgleichung 4.5. Adiabatische Prozesse als isoentrope Prozesse 4.6. Berechnung von Entropieänderungen 5. Dritter Hauptsatz 5.1. Annäherung an den absoluten Nullpunkt 5.2. Dritter Hauptsatz, Zustandsgleichung und Wärmekapazität 6. Thermodynamische Potentiale 6.1. Definitionen 6.2. Chemisches Potential 6.3. Rechnen mit thermodynamischen Potentialen 7. Berechnung thermodynamischer Gleichgewichte 7.1. Entropiemaximum im Gleichgewicht abgeschlossener Systeme 7.2. Das thermodynamische Potential U(S,V) 7.3. Variationsverfahren 7.4. Temperaturausgleich im abgeschlossenen System 7.5. Druckgleichgewicht und Oberflächenspannung 8. Gleichgewicht bei Teilchenaustausch 8.1. Phasenübergänge erster Art 8.2. Phasenübergänge zweiter Art 8.3. Gibbssche Phasenregel 8.4. Einkomponentensystem im äußeren Feld 8.5. Reaktionen 9. Statistik 9.1. Wahrscheinlichkeiten 9.2. Binomialverteilung und Poissonverteilung 9.3. Mittelwert und Varianz 9.4. Stirlingsche Formel 9.5. Grenzfälle der Binomialverteilung 9.6. Statistische Gesamtheit 9.7. Entropie 10. Statistische Gesamtheiten des Gleichgewichts 10.1. Bewegung von Phasenraumpunkten 10.2. Liouville-Satz und Liouville-Gleichung 10.3. Von-Neumann-Gleichung 10.4. Mikrokanonische Verteilung: Gleichgewicht abgeschl. Systeme 10.5. Kanonische Verteilung: Gleichgewicht geschlossener Systeme 10.6. Großkanonische Verteilung: Gleichgewicht offener Systeme 11.Thermodynamische Zustandsgrößen 11.1. Innere Energie, Entropie, Freie Energie 11.2. Wärme und Arbeit 11.3. Enthalpie, Freie Enthalpie 11.4. Hauptsätze der Thermodynamik 12.Klassische ideale Gase 12.1. Zustandsintegral 12.2. Mischungsentropie 12.3. Ideales Gas im äußeren Feld 13.Klassische Gase mit Wechselwirkung (exakte Aussagen) 13.1. Gleichverteilungssatz 13.2. Maxwellverteilung 13.3. Virialsatz 14.Einfache Quantensysteme 14.1. Zweiniveausystem 14.2. Paramagnet 14.3. Unabhängige harmonische Oszillatoren 15.Großkanonische Beschreibung von Systemen aus unabhängigen ununterscheidbaren Teilchen 15.1. Großkanonisches Potential 15.2. Teilchenstatistiken 15.3. Anwendung: klassisches ideales Gas 16. Ideales Fermi-Gas 16.1. Zustandsdichte 16.2. Fermi-Kugel 16.3. Thermodynamische Zustandsgrößen 16.4. Tiefe Temperaturen 17. Ideales Bose-Gas 17.1. Gasphase 17.2. Kondensat 17.3. Heliumisotope 17.4. Bose-Einstein-Kondensation nahezu idealer Teilchengase 18. Photonen 18.1. Grundschwingungen des elektromagnetischen Feldes 18.2. Planck-Spektrum 18.3. Thermodynamik der Schwarzkörperstrahlung 19. Phononen 19.1. Harmonische Näherung 19.2. T^3-Gesetz 20. Systeme mit Wechselwirkung (Näherungsverfahren) 20.1. Eindimensionales Ising-Modell 20.2. Klassische Flüssigkeit mit Paarwechselwirkung |
