Список экзаменационных вопросов по курсу

«Термодинамика и статистическая физика»

для 4-го курса очного отделения физического факультета ННГУ

Составитель: к.ф.-м.н. доцент кафедры теоретической физики ННГУ Д.В. Хомицкий

1. Фазовое пространство. Теорема Лиувилля. Микроканоническое распределение.

2. Состояние термодинамического равновесия. Энтропия.

3. Матрица плотности. Уравнение эволюции для матрицы плотности.

4. Каноническое распределение Гиббса. Энтропия и свободная энергия.

5. Распределение Максвелла.

6. Первое начало термодинамики. Основные термодинамические потенциалы.

7. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики, теорема Нернста.

8. Системы с переменным числом частиц. Большое каноническое распределение Гиббса.

9. Необходимые условия термодинамического равновесия.

10. Классический идеальный газ. Распределение Больцмана.

11. Основные термодинамические величины для идеального газа. Уравнение Клапейрона.

12. Максимальная работа. Достаточные условия термодинамического равновесия.

13. Флуктуации термодинамических величин. Гауссов закон распределения для флуктуаций одной величины.

14. Минимальная работа. Флуктуации температуры, объёма и энергии.

15. Распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Основные термодинамические величины.

16. Ферми-газ при нулевой температуре. Уравнение состояния.

17. Ферми-газ при конечной низкой температуре. Поправки к энергии и теплоёмкость.

18. Бозе-газ при низких температурах. Явление бозе-конденсации.

19. Тепловое излучение. Распределение Планка.

20. Термодинамические величины для теплового излучения. Закон Кирхгофа и закон Стефана-Больцмана.

21. Теплоёмкость твёрдых тел. Теория Дебая.

22. Вещество в магнитном поле. Формула Ланжевена для намагниченности классического газа.

23. Квантовая теория магнетизма. Диамагнитный и парамагнитный вклады в намагниченность газа.

24. Неидеальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

25. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Правило Гиббса для многокомпонентной системы.

26. Фазовые переходы в модели, описываемой уравнением Ван-дер-Ваальса. Критическая точка.

27. Кинетика. Вывод кинетического уравнения Больцмана. Релаксационное приближение.

28. Кинетика. H-теорема Больцмана.

29. Кинетика. Локально равновесное распределение для стационарной энтропии.

30. Кинетика. Расчёт коэффициентов диффузии и электропроводности. Формула Друде.

31. Частные случаи уравнений для термоэлектрических явлений: теплопроводность, электропроводность, эффекты Томсона и Пельтье.

32. Диффузионные явления. Основное кинетическое уравнение. Уравнение Эйнштейна-Фоккера-Планка.

33. Уравнение Эйнштейна-Фоккера-Планка для броуновской частицы. Формула Эйнштейна для дисперсии координаты. Соотношение Эйнштейна для коэффициентов диффузии и подвижности.

34. Уравнение Ланжевена для броуновской частицы и его аналог в электрической цепи. Формула Найквиста.

Практический минимум для решения задач:

Поиск по сайту: