Bevezető tantárgy a kísérleti fizikába, különös hangsúllyal a módszerek, fogalmak megalapozására, kísérleti demonstrációkkal.
A hőmérséklet fogalma és mérése, a termodinamika 0. főtétele. Hőmérsékleti skálák. Az ideális gáz fogalma és leírása. Termodinamikai állapotjellemzés, folyamatok. Hőmennyiség, fajhő, látens hő, belső energia, a hőtan I. főtétele. Az általánosított munka. Az ideális gáz állapotváltozásai. A kinetikus gázelmélet alapjai, a nyomás és hőmérséklet kinetikus értelmezése, ideális gáz belső energiája és fajhője. Az ekvipartíció tétele. Reális gázok, van der Waals-egyenlet. A barometrikus magasságformula és a Boltzmann eloszlás. A Maxwell-féle sebességeloszlás és meghatározása. Szabad úthossz, diffúzió, hővezetés és viszkozitás gázokban szabad úthossz közelítésben.
Körfolyamatok ideális gázzal, a Carnot féle körfolyamat. Hőerőgépek és hűtőgépek. A hőtan II. főtétele, Carnot tételei, reversibilis és irreverziblis folyamatok. A termodinamikai hőmérsékletskála. Példák hőerőgépekre. Clausius egyenlőtlenségek, az entrópia, az entrópianövekedés tétele. A hőtan fundamentális egyenlete, a termodinamikai potenciálok, differenciális összefüggéseik, Maxwell-relációk. A hőtan III. főtétele és következményei. Halmazállapot és fázisátalakulások, a Clausius–Clapeyron-egyenlet. A statisztikus fizika alapjai: mikroállapotok, makroállapotok, az entrópia statisztikus értelmezése, kvantumstatisztikák.
Introductory course to experimental physics, with special emphasis on the physical phenomena and demonstrations.
Temperature and the Zeroth Law of Thermodynamics. Temperature scales. The concept and description of the ideal gas. Thermodynamic state and processes. Heat, specific heat, latent heat, internal energy, and the First Law of Thermodynamics. Generalized work. Processes with ideal gas. The kinetic theory of gases, description of pressure, temperature, internal energy, and molar specific heat of an ideal gas. Equipartition of Energy. Real gases and the van der Waals gas. The barometric formula and the Boltzmann distribution. The Maxwell distribution of molecular speeds and its measurement. The mean free path approximation, diffusion, heat transfer, and viscosity. Closed cycles with ideal gas and the Carnot cycle. Heat engines and heat pumps. The Second Law of Thermodynamics, the Carnot principle, reversible, and irreversible processes. The thermodynamic temperature scale. Examples of heat engines. The Clausius inequalities, the entropy, principle of entropy growth. The fundamental equation of thermodynamics, thermodynamic potentials, their differential relations, and the Maxwell relations. The Third Law of Thermodynamics and its consequences. Phase changes in gases, the Clausius–Clapeyron equation. Principles of statistical physics: micro- and macro-states, the statistical description of entropy, quantum statistics.
Nyomtatóbarát változat
