Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Termodynamika statystyczna

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 310-CS2-1TEST
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Termodynamika statystyczna
Jednostka: Wydział Chemii
Grupy: 2L stac. II stopnia studia chemiczne-przedm.obowiązkowe
I rok II stopień Chemia sem. letni
Punkty ECTS i inne: 1.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe
Założenia (opisowo):

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami termodynamiki statystycznej, ze szczególnym naciskiem na jej zastosowanie do znajdowania wielkości przydatnych w codziennej praktyce chemika, takich jak funkcje termodynamiczne lub stałe szybkości reakcji chemicznych.
Skrócony opis:

Przedmiot obejmuje podstawy i zastosowania mechaniki statystycznej w opisie właściwości układów chemicznych. Omawiane są pojęcia zespołów statystycznych, funkcji podziału, rozkładów Boltzmanna i Gibbsa oraz ich związki z wielkościami termodynamicznymi. Studenci poznają sposoby obliczania energii i pojemności cieplnych gazów idealnych i rzeczywistych oraz składowych energii molekularnej. Kurs obejmuje również zastosowanie metod statystycznych w kinetyce chemicznej, w tym teorię stanu przejściowego i równanie Eyringa.
Pełny opis:

Wskaźniki ilościowe:

Punkty ETCS: 1

Liczba godzin: 15h wykładów

Bilans nakładu pracy studenta

Całkowity nakład pracy studenta związany z zajęciami 25h.

Nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 16 godzin, co odpowiada 0.6 pkt ECTS oraz nakład pracy studenta, który nie wymaga bezpośredniego udziału nauczyciel 9 godz., co odpowiada 0.4 pkt ECTS.

Literatura:

1. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN,Warszawa 1973

2. K. Pigoń, Z. Ruziewicz Chemia fizyczna. Tom 2. Fizykochemia molekularna Warszawa 2007

3. K Huang Podstawy fizyki statystycznej, PWN, Warszawa 2010
Efekty uczenia się:

Wiedza

KP7_WG1 Student zna zagadnienia chemii fizycznej w zakresie rozszerzonym, w szczególności podstawy rachunku prawdopodobieństwa i mechaniki statystycznej, pojęcia mikrostanu, makrostanu, rozkładów statystycznych oraz zasady opisu układów wielocząsteczkowych.

KP7_WG3 Student rozumie zagadnienia matematyczne niezbędne do modelowania układów statystycznych, takie jak rozkłady prawdopodobieństwa, centralne twierdzenie graniczne, wzór Stirlinga oraz podstawy kombinatoryki stosowanej w statystycznym opisie materii.

KP7_WG4 Student zna i rozumie funkcję podziału oraz jej komponenty (translacyjny, rotacyjny, wibracyjny, elektronowy), zna techniki obliczeniowe pozwalające na wyznaczanie wielkości termodynamicznych z sum stanów oraz stosować rozkłady Boltzmanna i Gibbsa.

KP7_WG5 Student zna zasady nowoczesnego opisu termodynamicznego układów chemicznych opartego na mechanice statystycznej, w tym pojęcie entropii w ujęciu Boltzmanna i Gibbsa, zasadę ekwipartycji, twierdzenie o wiriale oraz podstawy kinetyki statystycznej (TST, równanie Eyringa).

Umiejętności

KP7_UW4 Student potrafi analizować problemy z zakresu termodynamiki statystycznej oraz stosować wiedzę chemiczną i matematyczną do obliczeń wielkości termodynamicznych na podstawie sum stanów oraz do interpretacji rozkładów statystycznych.

KP7_UW6 Student potrafi opracowywać wyniki obliczeń statystycznych i termodynamicznych, stosować odpowiednie techniki analityczne oraz krytycznie oceniać poprawność uzyskanych zależności i założeń modelowych.
Metody i kryteria oceniania:

Egzamin pisemny.

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2023/24" (zakończony)

Okres: 2023-10-01 - 2024-06-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Artur Ratkiewicz
Prowadzący grup: Artur Ratkiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2024/25" (zakończony)

Okres: 2024-10-01 - 2025-06-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Artur Ratkiewicz
Prowadzący grup: Artur Ratkiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2025/26" (zakończony)

Okres: 2025-10-01 - 2026-06-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Artur Ratkiewicz
Prowadzący grup: Artur Ratkiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Liczba godzin zajęć zdalnych:

Zajęcia są prowadzone w całości w sali wykładowej.
Skrócony opis:

Przedmiot obejmuje podstawy i zastosowania mechaniki statystycznej w opisie właściwości układów chemicznych. Omawiane są pojęcia zespołów statystycznych, funkcji podziału, rozkładów Boltzmanna i Gibbsa oraz ich związki z wielkościami termodynamicznymi. Studenci poznają sposoby obliczania energii i pojemności cieplnych gazów idealnych i rzeczywistych oraz składowych energii molekularnej. Kurs obejmuje również zastosowanie metod statystycznych w kinetyce chemicznej, w tym teorię stanu przejściowego i równanie Eyringa.
Pełny opis:

1. Podstawy rachunku prawdopodobieństwa i kombinatoryki, rozkłady statystyczne (normalny, dwumianowy etc.), centralne twierdzenie graniczne, wzór Stirlinga.

2. Podstawy klasycznej mechaniki statystycznej - przestrzeń fazowa, zespół, średnie po zespole, twierdzenie Liouville’a, mikrostany, hipoteza jednakowego

prawdopodobieństwa, makrostan, stan równowagi statystycznej, zespół

mikrokanoniczny.

3. Rozkład Boltzmanna. Funkcja podziału (suma stanów). Molekularna i kanoniczna suma stanów. Zastosowanie sum stanów do znajdowania wartości funkcji termodynamicznych układu. Rozkład Maxwella-Boltzmanna.

4. Rozkład mikrokanoniczny i związek jego parametrów z wielkościami termodynamicznych. Wyprowadzenie i interpretacja termodynamiczna rozkładu kanonicznego Gibbsa. Definicja entropii – wzory Boltzmanna i Gibbsa, termodynamiczna temperatura bezwzględna. Zasada ekwipartycji energii, twierdzenie o wiriale, hipoteza ergodyczna, energia i pojemność cieplna gazów klasycznych.

5.Całkowita suma stanów gazu doskonałego oraz rzeczywistego. Obliczanie komponentu translacyjnego, wibracyjnego, rotacyjnego oraz elektronowego.

6. Zastosowanie metod statystycznych w kinetyce chemicznej - Teoria Stanu Przejściowego, równanie Eyringa.
Literatura:

1. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN,Warszawa 1973

2. K. Pigoń, Z. Ruziewicz Chemia fizyczna. Tom 2. Fizykochemia molekularna Warszawa 2007

3. K Huang Podstawy fizyki statystycznej, PWN, Warszawa 2010

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2026/27" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2026-10-01 - 2027-06-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Artur Ratkiewicz
Prowadzący grup: Artur Ratkiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Liczba godzin zajęć zdalnych:

Zajęcia są prowadzone w całości w sali wykładowej.
Skrócony opis:

Przedmiot obejmuje podstawy i zastosowania mechaniki statystycznej w opisie właściwości układów chemicznych. Omawiane są pojęcia zespołów statystycznych, funkcji podziału, rozkładów Boltzmanna i Gibbsa oraz ich związki z wielkościami termodynamicznymi. Studenci poznają sposoby obliczania energii i pojemności cieplnych gazów idealnych i rzeczywistych oraz składowych energii molekularnej. Kurs obejmuje również zastosowanie metod statystycznych w kinetyce chemicznej, w tym teorię stanu przejściowego i równanie Eyringa.
Pełny opis:

1. Podstawy rachunku prawdopodobieństwa i kombinatoryki, rozkłady statystyczne (normalny, dwumianowy etc.), centralne twierdzenie graniczne, wzór Stirlinga.

2. Podstawy klasycznej mechaniki statystycznej - przestrzeń fazowa, zespół, średnie po zespole, twierdzenie Liouville’a, mikrostany, hipoteza jednakowego

prawdopodobieństwa, makrostan, stan równowagi statystycznej, zespół

mikrokanoniczny.

3. Rozkład Boltzmanna. Funkcja podziału (suma stanów). Molekularna i kanoniczna suma stanów. Zastosowanie sum stanów do znajdowania wartości funkcji termodynamicznych układu. Rozkład Maxwella-Boltzmanna.

4. Rozkład mikrokanoniczny i związek jego parametrów z wielkościami termodynamicznych. Wyprowadzenie i interpretacja termodynamiczna rozkładu kanonicznego Gibbsa. Definicja entropii – wzory Boltzmanna i Gibbsa, termodynamiczna temperatura bezwzględna. Zasada ekwipartycji energii, twierdzenie o wiriale, hipoteza ergodyczna, energia i pojemność cieplna gazów klasycznych.

5.Całkowita suma stanów gazu doskonałego oraz rzeczywistego. Obliczanie komponentu translacyjnego, wibracyjnego, rotacyjnego oraz elektronowego.

6. Zastosowanie metod statystycznych w kinetyce chemicznej - Teoria Stanu Przejściowego, równanie Eyringa.
Literatura:

1. F. Reif, Fizyka statystyczna, PWN,Warszawa 1973

2. K. Pigoń, Z. Ruziewicz Chemia fizyczna. Tom 2. Fizykochemia molekularna Warszawa 2007

3. K Huang Podstawy fizyki statystycznej, PWN, Warszawa 2010
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.
ul. Świerkowa 20B, 15-328 Białystok tel: +48 85 745 70 00 (Centrala) https://uwb.edu.pl kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.3.1.0-3 (4a881992) :: 2026-07-15