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Didaktisch optimiertes Lehrbuch der Thermodynamik und statistischen Physik als Teil einer vierbändigen Lehrbuchreihe zur theoretischen Physik im Bachelorstudium mit ausführlicher Darstellung des mathematischen Hintergrunds, Verständnisfragen, Aufgaben und Lösungen.

 

 

 

 

Das vorliegende Buch ist der vierte Teil der vierbändigen Reihe und deckt den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Thermodynamik und Statistischen Physik großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz möglichst umfassend ab.

 

 

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Phänomenologische Begründung der Thermodynamik 1 / 1.1 Entwicklung der Thermodynamik 2 / 1.2 Was ist Thermodynamik? 8 / 1.3 Temperatur, Zustandsgrößen und Zustandsänderungen 11 / 1.4 Arbeit und Wärme 18 / 1.5 Die idealen Gasgesetze 20 / 1.6 Der erste Hauptsatz 22 / 1.7 Der zweite Hauptsatz (1. Teil) 28 / 1.8 Der zweite Hauptsatz (2. Teil) 38 / Aufgaben 43 / Lösungen zu den Aufgaben 46 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 47 / Literatur 53 // 2 Statistische Begründung der Thermodynamik 55 / 2.1 Das Grundpostulat der statistischen Physik 56 / 2.2 Statistische Definition der absoluten Temperatur 73 / 2.3 Statistische Definition der Entropie 77 / 2.4 Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung 81 / Aufgaben 91 / Lösungen zu den Aufgaben 94 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 95 / Literatur 101 // 3 Einfache thermodynamische Anwendungen 103 / 3.1 Thermodynamische Funktionen 104 / 3.2 Extremaleigenschaften, Gleichgewicht und Stabilität 113 / 3.3 Das ideale Gas 116 / 3.4 Das Van-der-Waals-Gas 123 / 3.5 Der Joule-Thomson-Effekt 125 / 3.6 Allgemeine Kreisprozesse und der Carnot'sche Wirkungsgrad 127 / 3.7 Chemisches Potenzial und Phasenübergänge 130 / Aufgaben 136 / Lösungen zu den Aufgaben 138 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 139 / Literatur 143 // 4 Ensembles und Zustandssummen 145 / 4.1 Ensembles 146 / 4.2 Die kanonische Zustandssumme 149 / 4.3 Großkanonische Zustandssumme und großkanonisches Potenzial 158 / 4.4 Ideales Gas im Schwerefeld 161 / 4.5 Chemische Reaktionen idealer Gasgemische 163 / 4.6 Einfache Modelle für magnetische Systeme 168 / So geht's weiter 172 / Aufgaben 175 / Lösungen zu den Aufgaben 177 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 178 / Literatur 182 // 5 Quantenstatistik 183 / 5.1 Grundlagen der Quantenstatistik 184 / 5.2 Besetzungszahldarstellung 186 / 5.3 Ideale Quantengase 188 / 5.4 Ideale Fermi-Gase 191 / 5.5 Ideale Bose-Gase 193 / 5.6 Relativistische ideale Quantengase 199 / 5.7 Wärmekapazität fester Körper 204 / So geht's weiter 209 / Aufgaben 215 / Lösungen zu den Aufgaben 217 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 218 / Literatur 223 // Abbildungsnachweis 225 // Sachverzeichnis 227