FYS253 Termisk fysikk

Studiepoeng:5

Ansvarlig fakultet:Fakultet for realfag og teknologi

Emneansvarlig:Mathijs Adriaan Janssen

Campus / nettbasert:Undervises campus Ås

Undervisningens språk:Engelsk

Frekvens:Årlig

Forventet arbeidsmengde:I 13 uker: 1 x 2 timer i uke forelesninger. 1 x 2 timer i uken regneøvinger. Selvstudium og kollokvier 5 timer i uken i 15 uker. Totalt 125 timer.

Undervisnings- og vurderingsperiode:Emnet starter i høstparallellen. Emnet har undervisning/vurdering i høstparallellen.

Om dette emnet

Fagstoffet gjennomgås tematisk på forelesninger, 2 timer pr uke. Regneøvelse 2 timer per uke, foruten selvstudium og fri kollokvering.

Emner: Kurset dekker grunnleggende emner innen klassisk termodynamikk og statistisk mekanikk. Spesifikt tar kurset for seg den ideelle gassen; Termofysikkens 1. og 2.lov; mekaniske, termiske og kjemiske (reaksjons-) likevekter; termodynamiske identiteter, tilstandsfunksjoner (entropi, temperatur, trykk osv.), potensialer (indre energi, entalpi, fri energi) og responsfunksjoner (ekspansivitet, kompressibilitet og varmekapasiteter for faste stoffer og væsker); ekvipartisjons-teoremet; entropi i reversible og irreversible prosesser; faseoverganger og likevekter; samt blandinger og kolligative egenskaper.

Den statistiske mekanikkdelen av kurset omhandler kinetisk gassteori; Boltzmann-fordelingen; multiplisitet og partisjonsfunksjonen, samt deres forbindelse til entropi, fri energi og andre termodynamiske observabler. Disse konseptene introduseres ved bruk av Einsteins modell for faste stoffer og modeller for atomer, den ideelle gassen og diatomiske molekyler.

Dette lærer du

Studentene skal oppnå en god forståelse av termodynamikk og statistisk fysikk, lovene som brukes i beregninger, og implikasjonene av deres anvendelse. De vil bli introdusert for den statistiske oppførselen og sannsynlighetsanalysen av materie og lære hvordan mikroskopiske egenskaper påvirker makroskopiske egenskaper.

Læringsaktiviteter
Forelesningene vil dekke de sentrale tema innenfor termodynamikk, statistisk fysikk, og deres anvendelser innenfor energiproduksjon og energiomforming. Gjennom regneøvelser vil studentene bli kjent med praktiske problemstillinger som de må løse matematisk.
Læringsstøtte
Studentene kan treffe foreleser utenfor den strukturerte undervisningstiden for generell faglig veiledningssamtale. Studentene kan kommunisere med foreleser og hjelpelærere gjennom kurssidene.
Pensum
Detaljert pensumsoversikt deles ut på første forelesning.
Forutsatte forkunnskaper
FYS101, FYS102, FYS103, MATH111/MATH121, MATH112/MATH122, MATH113/MATH123
Anbefalte forkunnskaper
KJM100, FYS245
Vurderingsordning, hjelpemiddel og eksamen
Skriftlig eksamen (3,0 timer). Karakter A til F.

Skriftlig eksamen Karakterregel: Bokstavkarakterer Hjelpemiddel: B1 Utdelt kalkulator, ingen andre hjelpemidler
Sensorordning
Ekstern sensor deltar sammen med intern sensor ved utformingen av eksamensoppgavene og sensorveiledningen. Ekstern sensor kontrollerer intern sensors vurdering av et tilfeldig utvalg kandidater som en kalibrering med visse mellomrom i henhold til instituttets retningslinjer for sensur.
Obligatorisk aktivitet
Obligatoriske innleveringsoppgaver. Regler for godkjenning av obligatorisk aktivitet kunngjøres ved kursstart.
Undervisningstider
Undervisningsperioden består av 14 uker (pluss 2 uker til eksamensavvikling). Det vil bli tilbudt tilsvarende 13 ukers organisert undervisning. Forelesninger: 1 x 2 timer x 13 uker = 26 timer. Regneøvelser: 1 x 2 timer x 13 uker = 26 timer. Selvstudium og kollokvier.
Overlapp
FYS253 overlapper 50% med FYS252.
Opptakskrav
Realfag