Termodynamik och statistisk mekanik

Lärandemål

• redogöra för energibegreppet i termodynamik samt särskilja begreppen energi, värme och arbete;
• genomföra termodynamiska beräkningar för olika processer och förstå betydelsen av kvasistatiska processer;
• redogöra för entropibegreppet baserat på en mikroskopisk beskrivning;
• beräkna entropi och andra termodynamiska storheter utgående från en mikroskopisk beskrivning av enkla modellsystem;
• förklara relationen mellan den statistiska mekanikens mikroskopiska beskrivning och den fenomenologiska termodynamiken;
• redogöra för och tillämpa termodynamikens första och andra huvudsats för slutna och öppna system;
• förklara begreppet fri energi och tillämpa detta i samband med termodynamisk jämvikt och tillgängligt arbete;
• redogöra för grunderna vad gäller fasjämvikt, både i en- och två-komponentsystem;
• redogöra för de grundläggande tillståndsfördelningarna i statistisk mekanik samt kunna använda dessa inom ett brett spektrum av tillämpningsområden;
• redogöra för svartkroppsstrålning samt ställa upp samband för strålningsbalans;
• redogöra för kvantstatistik och kunna tillämpa detta på ideala kvantgaser samt behärska begreppet tillståndstäthet;
• med termodynamisk begrepp analysera energibalanser och energiutnyttjande i förhållande till hållbar utveckling och miljö.