İstatistiksel Fizik ve Termodinamik I

İstatistiksel Fizik ve Termodinamik I - Güz 2007-2008
Ayşe Erzan
erzan@itu.edu.tr
Tel: 285 3277
Ders içeriği:
1. Maddenin mikroskopik ve makroskopik betimlemesi. Gazlar, sıvılar, amorf yapılar,
kristaller. Bunların makroskopik özellikleri ve mikroskopik yapıları. İstatistiksel
fiziğin ve termodinamiğin konuları.
2. Olasılık, olasılık yoğunluğu ve ortalamalar. Brown hareketi. Gauss dağılımı.
3. Yaygın ve yeğin termodinamik büyüklükler, etkileşimler, denge durumu, sanki
dengede süreçler, dengeye varış. Farklı zaman skalaları.
4. Sıcaklık ve entropi. Isı hazneleri. Tersinirlik ve tersinmezlik. Mutlak sıcaklık.
Termodinamiğin 0. ve III. Yasası.
5. Sistemin “durum”ları. Temel istatistiksel postülalar: Eş olasılık postülası.
Termodinamik büyüklüklerin hesaplanması. İzole bir sistemin denge durumundaki
olasılık dağılımı ve entropinin mikroskopik (mutlak) tanımı. Mikrokanonik topluluk.
6. Gazların kinetik teorisi. Klasik yaklaştırımın yeterliliği. Hal denklemleri. Ideal gaz
yasası. Paramanyetizma. Etkileşen moleküller: Van der Waals denklemi.
7. Enerji korunumu: TD I. Yasası. İş ve ısı. Isı sığası.
8. Termodinamik çevrimler. Adiabatik süreçler. TD II. Yasası. Carnot Teoremi. Mutlak
sıcaklık skalası. Soğutucular ve ısı makinaları.
9. Sabit sıcaklıkta tutulan sistemler: Kanonik topluluk. Maxwell-Boltzmann dağılımı.
Karışma entropisi ve ayırdedilemezlik. Kararlılık koşulları: Helmholz ve Gibbs erbest
enerjileri. Legendre dönüşümleri. Maxwell bağıntıları.
10. Farklı sistemlere uygulamalar. Ideal gaz, paramanyetik sistem, eşlenik salınıcılar,
polimerik sistemler. Eş bölüşüm teoremi.
11. Kimyasal potansiyel. Büyük Kanonik topluluk. Faz diyagramları, hal değişimleri, çok
fazlı durumlar. Clausius-Clapeyron denklemi.
12. Ideal gazların kuvantum istatistiği. Maxwell-Boltzmann, Bose-einstain ve Fermi
Dirac dağılımları.
13. Kara cisim ışıması. Katıların ısı sığası. Elektronların ısı sığası. Metallerin iletkenliği.
Kitaplar:
F. Reif , Fundamentals of statistical and thermal physics (McGraw-Hill, New York
1965)
Ayrıca bakınız:
F. Reif, Statistical Physics - Berkeley Physics Course 5 (Mc Graw-Hill, N.Y. 1967)
D.J. Amit Y. Verbin, Statistical Physics: An introductory course
L. Kadanoff, Statistical Physics: statics, dynamics and renormalization
Notlama: Her hafta kısa sınav(%25) ve ödev(%10), iki arasınav (2 x %20), sınav (%25).
Sınavlar: 1. Arasınav , 26 Ekim; 2. Arasınav 30 Kasım