Theoretische Physik 4 2010/2011 (SD 640)

10.3 Diffusion, Zufallspfad und Diffusionsgleichung, Drift bei externer Kraft, Boltzmannverteilung als Resultat im stationären Zustand, Einstein-Relation zwischen Mobilität und Diffusionskonstante, 10.4 Boltzmanns kinetische Gleichung, Verteilung im Impulsraum, Stöße (Film: MaxwellBoltzmannInstantaneous.mov), Boltzmanngleichung, Beweis von Boltzmanns H-Theorem, Drift-Terme für inhomogene Situationen, 10.5 Hydrodynamische Gleichungen, Annahme des lokalen Gleichgewichts, Felder Massendichte, Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur, qualitative Diskussion der Effekte, Navier-Stokes-Gleichung, Massenerhaltung, Energieerhaltung, Wärmeleitung und Reibungswärme, Abschluss der Vorlesung: Zurück zum Beispiel der Heliumwolke, Statistische Physik und Thermodynamik sind nützlich für Materialphysik, Nanophysik, Biophysik, Quantenoptik, Astrophysik, Kosmologie, und viele andere Bereiche in der Forschung.

9.7 Der "dritte Hauptsatz"; 10. Kapitel: Fluktuationen und Nichtgleichgewicht, 10.1 Lineare Antwort und zeitabhängige Fluktuationen, Beispiel harmonischer Oszillator im Wärmebad, thermische Fluktuationen (Fillm:Media:OscillatorFluctuations.mov), lineare Antwort auf externen Kraftpuls (Film:Media:OscillatorLinearResponse.mov), Suszeptibilität, Oszillierende Kraft, frequenzabhängige Antwort, Fluktuationen charakterisiert durch Korrelator, Spektrum der Fluktuationen, Fluktuations-Dissipations-Theorem, klassische und quantenmechanische Variante, 10.2 Die Dichtematrix, Definition, Zeitabhängigkeit, Eigenschaften, Kubo-Formel für die lineare Antwort

1. Ordnung vs. 2. Ordnung Phasenübergang (diskontinuierlich vs. kontinuierlich), Vergleich flüssig/gas mit magnetischem Übergang, Potential als Funktion der Dichte, Sprung in der Magnetisierung bzw. der Dichte, Phasendiagramme in der Ebene Magnetfeld/Temperatur bzw. chemisches Potential (oder Druck) vs. Temperatur, kein kritischer Punkt bei Übergang zum festen Kristall, da dort qualitative Änderung der Symmetrie, generisches Phasendiagramm fest/flüssig/gasförmig, Metastabile Zustände (überhitzte Flüssigkeit, übersättigter Dampf), Phänomenologische Van-der-Waals Zustandsgleichung

Minimierung der Gibbsschen freien Energie bei konstanter Temperatur und konstantem Druck, Partielle Ableitungen und Funktionaldeterminante, Maxwell-Relationen, Stabilitätsbedingungen, 9.6 Thermodynamik der Phasenübergänge, pV-Diagramm und Koexistenzbereich für flüssig-gasförmig Übergang, Dichten sind jeweils konstant im Koexistenzbereich, latente Wärme aus der Entropieänderung, Bedingungen für das Phasengleichgewicht: Gleicher Druck und gleiches chemisches Potential in beiden Phasen, Phasengrenze im pT-Diagramm, Satz von Clausius-Clapeyron zur Temperaturabhängigkeit des Dampfdruckes

Definition einer absoluten Temperaturskala aus dem Carnot-Wirkungsgrad [Bem.: Es hätte darauf hingewiesen werden sollen, dass die Hintereinanderschaltung zweier Carnot-Prozesse wieder einen Carnot-Prozess ergibt, und deshalb die bei dieser Hintereinanderschaltung ins unterste Reservoir abgegebene Wärme gleich der für den direkten Prozess ist.], Satz von Clausius über zyklische Prozesse, Definition der Entropie, Entropie eines thermisch isolierten Systems nimmt niemals ab, 9.5 Die thermodynamischen Potentiale: Innere Energie [Bem.: C_p wurde falsch angeschrieben, es muss heissen C_p=(dQ/dT)_p=(dH/dT)_p mit H=E+pV], Freie Energie, Enthalpie, Gibbssche freie Energie, Großkanonisches Potential, Abnahme der freien Energie ergibt maximale beim isothermen Prozess verrichtete Arbeit, im Gleichgewicht eines isothermen Systems (bei festem Volumen) wird die freie Energie minimiert.