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Physik IV - Thermodynamik (4 st.)

→ Zurück zur ?bersicht Inhalte der Standardvorlesungen

Experimentalphysik IV - Thermodynamik Stand Jan.24

I) Einleitung

  1. Grundbegriffe
  2. Einfache Systeme
  3. Extensive und intensive Gr??en
  4. Die Gibbs'sche Fundamentalform

II) Thermische Systeme

  1. Energie, Entropie und Temperatur
  2. Haupts?tze der Thermodynamik
  3. Arbeit und W?rme
  4. Die Messung der Temperatur
  5. Die Messung der W?rmekapazit?t und der Entropie
  6. Irreversibilit?t und Entropieerzeugung
  7. W?rmestrom und W?rmeleitung

III) Das ideale Gas

  1. Stoffmenge und chemisches Potenzial
  2. Die thermische Zustandsgleichung
  3. Die kalorische Zustandsgleichung
  4. Die Maxwell-Verteilung
  5. Erw?rmung und Abkühlung - W?rmekapazit?ten
  6. Der Gleichverteilungssatz
  7. Expansion und Kompression - Kompressibilit?ten
  8. Die Entropie eines idealen Gases

IV) Maschinen

  1. Die Kopplung verschiedener Energie-Transportprozesse
  2. Das Carnot'sche Prinzip
  3. Unvollkommene Maschinen - Irreversibilit?t
  4. Unzerlegbare Systeme
  5. Carnot- und Stirling-Proze? mit idealen Gasen
  6. Der historische Weg zur Entropie
  7. Beispiele: W?rmepumpe, Kühlschrank

V) Thermodynamische Potenziale

  1. Weitere Massieu-Gibbs-Funktionen
  2. Maxwellrelationen
  3. absolute Temperatur
  4. Freie Energie und chemisches Potenzial

VI) Zusammengesetzte Systeme und Gleichgewichte

  1. Gleichgewicht und Stabilit?t
  2. Mischungsentropie
  3. Ideale L?sungen
  4. Der osmotische Druck*
  5. Chemische Reaktionen*

VII) Transportph?nomene

  1. Transport durch bewegliche Teilchen
  2. Mittlere freie Wegl?nge
  3. Diffusion
  4. Diffusion und Diffusionsgleichgewichte in ?u?eren Feldern
  5. Viskosit?t*
  6. W?meleitf?higkeit
  7. Thermoelektrizit?t

VIII) Reale Systeme

  1. Phasenüberg?nge
  2. Phasengleichgewichte
  3. Instabilit?ten in realen Mischungen
  4. Das reale Gas
  5. Der Phasenübergang im van der Waals-Modell

IX) Statistische Thermodynamik

  1. Elementare Bose- und Fermi-Verteilungen
  2. Beispiele: Schwarzk?rper
  3. Elektronen in Metallen

Voraussetzungen:

  • Analysis mehrerer Ver?nderlicher: partielle Ableitungen, totales Differenzial, Integrabilit?tsbedingungen, Extrema mit Nebenbedingungen, Fouriertransformation von Differenzialgleichungen
  • Quantenmechanik des Teilchens im Kasten und des harmonischen Oszillators - diese werden zum ben?tigten Zeitpunkt im Rahmen der "Strukur der Materie I" bereitgestellt.

Literatur:

  • Manuskript C. Strunk: Moderne Thermodynamik (auf der Homepage von C.Strunk)
  • D.V. Schroeder: An Introduction to Thermal Physics
  • W. Demtr?ter: Experimentalphysik 1 (Mechanik und W?rme)

Webredaktion Physik - 17.01.2024 10:21

Fakult?t Physik - Studium

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93053 Regensburg


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