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Grundzüge der statistischen Physik

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Zusammenfassung

Teil II führt in das grundlegende Vorgehen der statistischen Physik ein. Die zentrale Aufgabe besteht darin, ausgehend vom Hamiltonoperator die Eigenwerte zu bestimmen (mikroskopische Ebene), und daraus dann die Zustandssumme und schließlich die makroskopischen (messbaren) Größen wie Entropie und Temperatur.

Ein Mikrozustand r wird durch die vollständige Angabe aller Quantenzahlen des Systems definiert. Ein Makrozustand wird durch die Angabe der Wahrscheinlichkeiten Pr definiert, mit denen die Mikrozustände r auftreten. Das grundlegende Postulat behauptet die Gleichwahrscheinlichkeit aller zugänglichen Mikrozustände (Pr = const.). Dies führt zur mikrokanonischen Zustandssumme, die konkret für das ideale Gas berechnet wird.

Der 1. Hauptsatz teilt die Energieänderung eines Systems in Wärme und Arbeit auf. Bei einem quasistatischen Prozess durchläuft das System eine Folge von Gleichgewichtszuständen. Die verallgemeinerten Kräfte, die Temperatur und die Entropie werden zunächst mikroskopisch definiert und danach mit Messgrößen verknüpft. Außerdem werden der 2. und 3. Hauptsatz aufgestellt. Der zweite Hauptsatz besagt, dass die Entropie eines abgeschlossenen Systems nicht abnehmen kann. Ein Kapitel widmet sich der Frage, ob ein Prozess reversibel oder irreversibel abläuft.

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Authors and Affiliations

  1. 1.Universität SiegenSiegenDeutschland

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