F6082 Termodynamika a statistická fyzika

Přírodovědecká fakulta
jaro 2026
Rozsah
2/1/0. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně
Vyučující
prof. Rikard von Unge, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (přednášející)
prof. Rikard von Unge, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. Rikard von Unge, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Po 16. 2. až Pá 22. 5. Čt 12:00–13:50 F4,03017, Čt 14:00–14:50 F4,03017
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Anotace
Předmět je základním vysokoškolským kurzem termodynamiky a statistické fyziky. Na rozdíl od elementů těchto disciplin probíraných v kurzu Obecné fyziky (předmět Termika a molekulová fyzika) je založen ve svých obou částech na obecnějším teoretickém přístupu - v části věnované termodynamice spočívá na metodě termodynamických potenciálů, výklad statistické fyziky vychází z obecné formulace kanonických rozdělení - což umožňuje obě části spojit do integrované metody statistické termodynamiky. Předmět je koncipován především s ohledem na budoucí učitele fyziky: hlavní důraz klade na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí termodynamiky a statistické fyziky; diskutuje nejen jejich vzájemné, ale i širší souvislosti; analyzuje široký okruh aplikací vztahujících se zejména ke každodenní zkušenosti i technické praxi.
Výstupy z učení
Na konci tohoto kurzu by student měl: chápat a být schopen vysvětlit základní pojmy a ideje termodynamiky a statistické fyziky; pochopit a být schopen objasnit jejich vzájemné i širší souvislosti; být schopen analyzovat a řešit aplikační problémy.
Klíčová témata
  • 1. Základy statistiky a statistické fyziky. Mikrostav a makrostav. Mikrokanonický soubor. Definice energie, entropie, teploty a tepla.
  • 2. Definice tlaku a práce (a chemického potenciálu).
  • 3. Popis makroskopických systémů z pohledu termodynamiky.
  • 4. (Elementární) procesy v termodynamických systémech.
  • 5. Tepelné stroje.
  • 6. Termodynamické potenciály. Maxwellovy relace.
  • 7. Rovnováha a stabilita. Fun with Thermodynamic potentials.
  • 8. Fázové přechody. Van der Waalsův plyn. Jouleův-Thompsonův děj.
  • 9. Kanonický soubor. Statistická suma. Hustota stavů.
  • 10. Maxwellův-Boltzmannův plyn. Důkaz ekvipartičního teorému.
  • 11. Mikroskopický výpočet tlaku.
  • 12. Záření absolutně černého tělesa.
Studijní zdroje a literatura
  • LACINA, Aleš. Základy termodynamiky a statistické fyziky. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1990, 267 s. ISBN 8021001135. info
  • LEONTOVIČ, Michail Aleksandrovič. Úvod do thermodynamiky. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1957, 191 s. info
  • KITTEL, Charles a Herbert KROEMER. Thermal Physics. 2nd ed. New York: W.H. Freeman, 1980, 473 s. ISBN 0-7167-1088-9. info
  • REIF, F. Statistical physics. New York: McGraw-Hill Book Company, 1967, xxi, 398. info
  • SCHROEDER, Daniel V. An Introduction to Thermal Physics. San Francisco: Addison Wesley Longman, 2000, 422 s. ISBN 0-201-38027-7. info
Přístupy, postupy a metody používané ve výuce
Přednáška a cvičení.
Způsob ověření výstupů z učení a požadavky na ukončení
Zkouška písemná (nutno získat alespoň 50 procent bodů) a ústní.
Odkaz a informace vyučujících
Přístup ke zkoušce je podmíněn:  

  • Buď: Úspěšným absolvováním dvou písemek předběžně plánovaných po uplynutí první, resp. druhé třetiny semestru. Písemky budou (včetně rozsahu) ohlášeny nejméně týden předem, na každé z nich je nutno získat alespoň 50 procent bodů. V případě neúspěchu lze absolvovat jednu opravnou písemku, jejíž náplň odpovídá oběma dílčím písemkám (opět nutno získat alespoň 50 procent bodů).

  • Nebo: Vzorovým vyřešením, odevzdáním a následně otestováním individuálně zadaného souboru úloh i komplexnějšího charakteru.

O volbě první, nebo druhé alternativy bude rozhodnuto začátkem semestru s přihlédnutím k názoru přítomných studentů. Zvolená alternativa pak bude závazná a stejná pro všechny studenty předmětu.

Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2026/F6082