TERMODINAMICA STATISTICA

Obiettivi formativi

L’insegnamento di Termodinamica Statistica intende fornire le competenze necessarie all’uso della termodinamica statistica e delle sue applicazioni. In particolare, lo studente al termine del corso avrà acquisito le conoscenze di base di meccanica statistica sia classica che quantistica, conoscerà le proprietà delle diverse tipologie di ensemble e sarà in grado di stabilire a quali casi applicare ciascun ensemble. Lo studente dovrà dimostrare autonomia nell’apprendimento, nonché giudizio critico sui concetti assimilati. Ci si aspetta che lo studente abbia la capacità di inquadrare il problema in esame nel giusto contesto, saper scegliere i modelli più idonei allo studio dei sistemi proposti dimostrando di saper applicare le competenze acquisite.

Canale 1
VALENTINA MIGLIORATI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Definizione di Ensemble. Teorema di Liouville. Ensemble microcanonico. Ipotesi ergodica. L’Entropia statistica. L’Energia interna e la Temperatura assoluta. Variabili esterne e forze generalizzate. Il potenziale chimico. Primo principio della Termodinamica. L’entropia di un gas perfetto. Calcolo della distribuzione di probabilità di una grandezza fisica. Ensemble canonico. Funzioni Termodinamiche dell’Ensemble canonico. L’Ensemble canonico per i gas perfetti. Meccanica Statistica Quantistica. Cenni di meccanica quantistica: la funzione d’onda, i valori di aspettazione, risultati delle misure sperimentali. Postulato della uguale probabilità a priori. Postulato delle fasi casuali. Evoluzione temporale degli insiemi. Generalizzazione al continuo. Ensemble microcanonico e canonico. Il principio di esclusione di Pauli e postulato di Simmetrizzazione. L’Entropia: forma quantistica e numero degli stati. Teorema H di Boltzmann. Distribuzione di Maxwell. Principio dell’equipartizione dell’Energia. Ensemble gran canonico. Ensemble gran canonico per i gas perfetti. Ensemble gran canonico in Meccanica Statistica Quantistica. Le fluttuazioni. Distribuzione di Fermi-Dirac. Il livello di Fermi. Capacità termica di un gas di elettroni liberi a basse temperature. Distribuzione di Bose-Einstein. La condensazione di Einstein.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Termodinamica. Elementi fondamentali di Meccanica Quantistica.
Testi di riferimento
Per la preparazione dell'esame fare riferimento a tutto il materiale didattico (Slide) messo a disposizione. Testi consigliati: Meccanica Statistica, K. Huang Zanichelli (1997)
Frequenza
La frequenza è facoltativa ma altamente consigliata data la complessità degli argomenti trattati
Modalità di esame
L'esame consisterà in un orale in cui verrà chiesto di illustrare i diversi argomenti del corso.
Modalità di erogazione
Le lezioni si svolgono in presenza
PAOLA D'ANGELO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Definizione di Ensemble. Teorema di Liouville. Ensemble microcanonico. Ipotesi ergodica. L’Entropia statistica. L’Energia interna e la Temperatura assoluta. Variabili esterne e forze generalizzate. Il potenziale chimico. Primo principio della Termodinamica. L’entropia di un gas perfetto. Calcolo della distribuzione di probabilità di una grandezza fisica. Ensemble canonico. Funzioni Termodinamiche dell’Ensemble canonico. L’Ensemble canonico per i gas perfetti. Meccanica Statistica Quantistica. Cenni di meccanica quantistica: la funzione d’onda, i valori di aspettazione, risultati delle misure sperimentali. Postulato della uguale probabilità a priori. Postulato delle fasi casuali. Evoluzione temporale degli insiemi. Generalizzazione al continuo. Ensemble microcanonico e canonico. Il principio di esclusione di Pauli e postulato di Simmetrizzazione. L’Entropia: forma quantistica e numero degli stati. Teorema H di Boltzmann. Distribuzione di Maxwell. Principio dell’equipartizione dell’Energia. Ensemble gran canonico. Ensemble gran canonico per i gas perfetti. Ensemble gran canonico in Meccanica Statistica Quantistica. Le fluttuazioni. Distribuzione di Fermi-Dirac. Il livello di Fermi. Capacità termica di un gas di elettroni liberi a basse temperature. Distribuzione di Bose-Einstein. La condensazione di Einstein.
Prerequisiti
Conoscenze di base di Termodinamica. Elementi fondamentali di Meccanica Quantistica.
Testi di riferimento
Per la preparazione dell'esame fare riferimento a tutto il materiale didattico (Slide) messo a disposizione. Testi consigliati: Meccanica Statistica, K. Huang Zanichelli (1997)
Frequenza
La frequenza è facoltativa ma altamente consigliata data la complessità degli argomenti trattati.
Modalità di esame
L'esame consisterà in un orale in cui verrà chiesto di illustrare i diversi argomenti del corso.
Modalità di erogazione
Le lezioni si svolgono in presenza
  • Codice insegnamento10612095
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoChimica
  • CurriculumInorganico - Chimico-Fisico
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDCHIM/02
  • CFU6