Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Fizyka statystyczna i termodynamika
Koordynator przedmiotu:
Prof. dr hab. inż. Janusz Hołyst, profesor zwyczajny, jholyst@if.pw.edu.pl
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Fizyka Techniczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1050-FT000-ISP-FSIT
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. godziny kontaktowe – 62 h; w tym a) obecność na wykładach – 30 h b) obecność na ćwiczeniach – 30 h c) uczestniczenie w konsultacjach – 2 h 2. praca własna studenta – 73 h; w tym a) przygotowanie do wykładów – 30 h b) przygotowanie do ćwiczeń – 28 h c) przygotowanie do egzaminu – 15 h Razem w semestrze 135 h, co odpowiada 5 pkt. ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1. obecność na wykładach –30 h 2. obecność na ćwiczeniach – 30 h Razem w semestrze 60 h, co odpowiada 2 pkt. ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Razem w semestrze 0 h, co odpowiada 0 pkt. ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość podstaw fizyki i analizy matematycznej
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przekazanie studentowi wiedzy na temat układów i procesów termodynamicznych oraz metod i modeli fizyki statystycznej
Treści kształcenia:
1. Miejsce i znaczenie termodynamiki i fizyki statystycznej dla fizyki i techniki: historia badań, przykłady odkryć nagrodzonych przez Fundację Nobla 2. Podstawy termodynamiki; cztery zasady termodynamiki, transformacje Legendra, potencjały termodynamiczne, relacje Maxwella, prawo Hessa, prawo Kirchoffa, zasada pracy maksymalnej, z stabilność układów termodynamicznych, równości i nierówności termodynamiczne, potencjał chemiczny, energia wewnętrzna gazu idealnego, prawo Gibbsa-Duhema, reakcje chemiczne, reguła faz Gibbsa, klasyfikacja przejść fazowych Ehrenfesta, prawo Clausiusa-Clapeyrona 3. Podstawowe pojęcia fizyki statystycznej: przestrzeń fazowa, ergodyczność, stany mikro i stany makro, zespół mikrokanoniczny, kanoniczny i wielki kanoniczny 4. Fizyka statystyczna klasycznego gazu doskonałego, rozkłady Maxwella i Boltzmana 5. Gazy kwantowe: funkcja gęstości stanów, gaz elektronowy, rozkład Fermiego-Diraca, gaz elektronowy, rozkład Bosego-Einsteina, gaz bozonowy, kondensacja Bosego-Einsteina, fotony 6. Układy z oddziaływaniami: model Isinga, przybliżenie pola średniego, przejścia fazowe, zjawisko perkolacji, wykładniki krytyczne, teoria grupy renormalizacyjnej W ramach ćwiczeń rozwiązywane są przykłady związane z treścią wykładu.
Metody oceny:
Egzamin ustny na koniec semestru oraz 2 kolokwia w semestrze na ćwiczeniach.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. A. Zagórski „Fizyka statystyczna" 2. J. Werle, „Termodynamika fenomenologiczna" 3. K. Huang, “Podstawy fizyki statystycznej” 4. H. Römer, T. Filk, „Statistische Mechanik" 5. K.I. Prigogine, „Modern Thermodynamics"
Witryna www przedmiotu:
http://efizyka.if.pw.edu.pl/FSiT/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt FSIT_W01
Ma podstawową i rozszerzoną wiedzę w zakresie termodynamiki i fizyki statystycznej
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W02
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, T1A_W01, T1A_W03
Efekt FSIT_W02
Ma podstawową i rozszerzoną wiedzę w zakresie wykorzystania termodynamiki i fizyki statystycznej w różnych dziedzinach fizyki i techniki
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W03
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, T1A_W02
Efekt FSIT_W03
Ma wiedzę o tendencjach rozwojowych i najistotniejszych osiągnięciach z zakresu termodynamiki i fizyki statystycznej
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_W04
Powiązane efekty obszarowe: X1A_W01, X1A_W03, T1A_W01, T1A_W02

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt FSIT_U01
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje na temat termodynamiki i fizyki statystycznej
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U01
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U01, X1A_U07, T1A_U01
Efekt FSIT_U02
Potrafi określić kierunki dalszego uczenia się i zrealizować proces samokształcenia w zakresie termodynamiki i fizyki statystycznej
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U04
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U01, X1A_U04, T1A_U13, T1A_U15
Efekt FSIT_U03
Potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania prostych problemów badawczych związanych z termodynamiką i fizyką statystyczną metody analityczne i symulacyjne
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_U06
Powiązane efekty obszarowe: X1A_U01, X1A_U02, T1A_U07, T1A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt FSIT_K01
Potrafi myśleć i sposób kreatywny i krytyczny na temat układów związanych z termodynamiką i fizyką statystyczną
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_K01
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K01, X1A_K05, T1A_K01
Efekt FSIT_K02
Ma świadomość ważności procesów termodynamicznych i fizyki statystycznej
Weryfikacja: kolokwium/egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: FT1_K03
Powiązane efekty obszarowe: X1A_K02, T1A_K03