23–2022–א
נושאי לימוד
הקדמה: הבנה של מערכות של הרבה משתנים - אנטרופיה, טמפרטורה, אנרגיה חופשית, תרמודינמיקה קוונטית, חום. יישומים: פיסיקה של מערכות מרובות גופים - מוצקים, גזים, זורמים ; אסטרופיסיקה - מבנה כוכבים, חורים שחורים ; מערכות ביולוגיות - DNA , הנעה,…; מערכות כימיות - ריכוז, קצבי תגובות,…; מערכות של כספים - מניות, אופציות, משוואות סטוכסטיות; היקום. מערכות - מצבים, פונקציות ריבוי, ערכים ממוצעים. אנטרופיה וטמפרטורה - אנטרופיה, טמפרטורה, ש“מ תרמי, חוקי התרמודינמיקה. התפלגות בולצמן - גורם בולצמן, התפלגות בולצמן, לחץ, אנרגיה חופשית של הלמהולץ, נגזרות חלקיות של האנרגיה החופשית, יחסות בולצמן, גז אידיאלי, מערכות נשלטות אנטרופיה, אנטרופיה כמידע/מידת סדר. קרינה בש“מ תרמי - הפיסיקה במשבר: נוסחת Rayleigh-Jeans, המוצא מן המשבר: התפלגות פלנק, לידתה של מכניקת הקוונטים, חוקי הקרינה של Stefan-Boltzman ושל פלנק. פליטה ובליעה של קרינה, גוף שחור, חוק קירכהוף, היקום כגוף שחור, רעש במעגלים חשמליים, רעש במערכות אופטיות. התפלגות גיבס - פעפוע, גורם גיבס, התפלגות גיבס, אנרגיה חופשית של גיבס, נגזרות חופשיות של האנרגיה החופשית, פוטנציאל כימי פנימי וכללי, יישומים. גאז אידיאלי - התפלגות של פרמי- דיראק ושל בוזה-איינשטיין, הגבול הקלאסי, פוטנציאל כימי, תהליכים תרמודינמיים. חום ועבודה - חום, עבודה, מנוע חום, מחזור קרנו, יעילות קרנו, מקרר, מזגן, משאבת חום, מנועים… .