NFYB20002U Termodynamik (Termo)
Thermodynamics (Termo)
Bacheloruddannelsen i fysik
Kurset introducerer termodynamikken (varmelæren), både fra den
klassiske (Boltzmann/Gibbs) og fra den moderne statistisk mekaniske
synsvinkel. Fundamentet for at bestemme hvad der sker i en given
termodynamisk proces, med eller uden varmeudveksling udvikles. Det
statistik mekaniske begrebsapparat introduceres som grundlag for
udledning af til eksempel ligefordelingsloven og til den videre
forståelse af begreber som faseovergange.
Begreberne temperatur, varme, arbejde, energi, fri energi og
entropi defineres nøje i forbindelse med introduktion af
termodynamikkens 1. og 2. hovedsætninger. Yderligere beskrives
tilstandsligningen (idealgasloven) og begrebet varmekapacitet.
Konsekvenserne af hovedsætningerne i konkrete fysiske situationer
beskrives for eksempel ved brug af termodynamiske (PV) diagrammer.
Begrebet multiplicitet og tilstandssum introduceres sammen med den
sandsynlighedsteoretiske definition på entropien. Sammenhængen
mellem entropi og varme etableres.
Fasediagram og faseovergange behandles fænomenologisk og teoretisk.
Eksempler, så som Clausius-Clapeyrons relation, på anvendelse af
termodynamiske ligninger præsenteres
Viden
Der opnås en beherskelse af begreberne i termodynamikken og den
statistiske fysik. Ved forsøgsaktiviteter opnås en konkret
forståelse af de abstrakte begreber som temperatur, indre energi,
varme, arbejde, mikro- og makrotilstande og entropi.
Færdigheder
Kurset skal bringe den studerende i stand til at:
- Beskrive begreberne tryk, temperatur, volumen, varme, arbejde, energi og entropi
- Beskrive 1. og 2. hovedsætning.
- Kunne håndtere begreberne frie energier og ligevægt i forskellige simple fysiske situationer (konstant tryk, konstant volumen m.v.).
- Være i stand til at afgøre under hvilke forhold varmekapaciteten, der måles er CV eller CP, og bestemme sammenhængen imellem de to.
- Kunne anvende idealgasligningen og hovedsætningerne i forhold til konkrete fysiske problemstillinger.
- Kunne analysere og gøre overslagsberegninger i simple fysiske situationer, altså at kunne give intelligente bud på spørgsmål som: ”Hvor meget ændres en ballons volumen, hvis den lægges i fryseren?”, ”Hvor varm bliver luften i en cykelpumpe, når man holder for hullet og presser den sammen af alle kræfter?”, ”Hvad er lufttemperaturen i 10 km’s højde?”, ”Hvad får man mest varme ud af et kg aluminium eller 1 kg bly, begge ved 100 graders celcius?”
- Analysere simple situationer som plat og krone og se sammenhængen med de termodynamiske begreber.
- Kunne komme med bud på hvorledes for eksempel entropien måles i konkrete (simple) fysiske processer
- Kunne regne på fysiske systemer med brug af tilstandssummer
Kompetencer
Den studerende vil kunne sammensætte en tidligere forståelse af
termodynamikken med ny viden om statistik og opnå en udvidet, ny
forståelse for og evne til at beskrive
termodynamikken.
Se Absalon for endelig kursuslitteratur. Nedenstående er et eksempel på forventet undervisningsmateriale.
Daniel Schroeder: An introduction to Thermal Physics
- Kategori
- Timer
- Forelæsninger
- 28
- Forberedelse (anslået)
- 126
- Teoretiske øvelser
- 28
- Praktiske øvelser
- 20
- Eksamen
- 4
- I alt
- 206
Som meritstuderende - klik her!
Som enkeltfags-studerende (efter- og videreuddannelse) - klik
her!
- Point
- 7,5 ECTS
- Prøveform
- Skriftlig stedprøve, 4 timer med opsyn.
- Krav til indstilling til eksamen
For at kunne deltage i eksamen skal følgende godkendes:
- mindst 3 laboratorierapporter
- mindst 5 ud af 7 afleveringer
- Hjælpemidler
- Alle hjælpemidler tilladt
- Bedømmelsesform
- 7-trins skala
- Censurform
- Ekstern censur
- Reeksamen
Samme som ordinær eksamen.
Ved 10 eller færre tilmeldte, ændres reeksamen til mundtlig prøve, 30 minutter uden forberedelse.
Hvis en studerende har deltaget i laboratorieøvelserne, men mangler at få godkendt laboratorierapporter, kan nye rapporter afleveres op til 3 uger før reeksamen.
Hvis en studerende ikke har deltaget i laboratorieøvelserne, kan de ikke tilmeldes reeksamen, men må følge kurset næste år.
Hvis en studerende mangler at få godkendt afleveringer, kan disse genafleveres op til 3 uger før reeksamen.
Kriterier for bedømmelse
Se målbeskrivelser
Kursusinformation
- Sprog
- Dansk
- Kursuskode
- NFYB20002U
- Point
- 7,5 ECTS
- Niveau
- Bachelor
- Varighed
- 1 blok
- Placering
- Blok 4
- Skemagruppe
- B
- Kursuskapacitet
- Ingen begrænsning – medmindre du tilmelder dig i eftertilmeldingsperioden (BA og KA) eller som merit- eller enkeltfagsstuderende.
Studienævn
- Studienævn for Fysik, Kemi og Nanoscience
Udbydende institut
- Niels Bohr Institutet
Udbydende fakultet
- Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Kursusansvarlige
- Pól Martin Bendix (bendix@nbi.ku.dk)
Undervisere
Laboratorieansvarlig:
Vasileios Gkinis