Obiettivi Formativi

• Conoscere il collegamento tra proprietà microscopiche e proprietà macroscopiche della materia. • Conoscere il significato di funzione di partizione. • Conoscere le distribuzioni microcanonica, canonica e gran canonica. • Conoscere le statistiche quantistiche.

Learning Goals

• Understanding the link between molecular properties and macroscopic behavior of matter. • To know the partition functions. • To know microcanonical, canonical and grand canonical distributions. • To know the Bose Einstein and Fermi-Dirac Statistics

Metodi didattici

Lezioni frontali.

Teaching Methods

Frontal lectures.

Prerequisiti

• i contenuti relativi alla parte di termodinamica del corso di Chimica Fisica I; • i contenuti del corso di Chimica Fisica II.

Prerequisites

• the contents related to the thermodynamics of Physical Chemistry I; • the content of Physical Chemistry II.

Verifiche dell'apprendimento

La valutazione dei raggiunti obiettivi di apprendimento è basata su una prova orale che riguarda almeno tre diversi argomenti.

Assessment

The final class grade is based on an oral examination. The exam deals at least with three topics.

Programma del Corso

Principi di calcolo delle probabilità Distribuzione microcanonica per un sistema isolato. Insieme microcanonico e termodinamica; densità di stati per un gas ideale; paradosso di Gibbs ed approssimazione di Maxwell-Boltzmann - Distribuzione di Maxwell-Boltzmann. Sistemi chiusi e distribuzione canonica. Funzione di partizione e suo legame con le grandezze termodinamiche U, S, p, H, G, A, K. Valori medi e fluttuazioni delle variabili interne; distribuzione microcanonica per particelle indipendenti - sistemi di particelle indistinguibili. Sistemi aperti e distribuzione gran-canonica. Statistiche quantistiche.

Course Syllabus

Principles of probability theory. Microcanonical distribution for an isolated system. Microcanonical ensemble and thermodynamics; density of states for an ideal gas; approximation of Maxwell-Boltzmann - Maxwell-Boltzmann distribution. Closed systems and the canonical distribution. Partition function and its link with the thermodynamic quantities (U, S, P, H, G, A, K). Mean values and fluctuations of the internal variables; microcanonical distribution for independent particles - systems of indistinguishable particles. Open systems and grand-canonical distribution. Quantum statistics (the Bose Einstein and Fermi-Dirac Statistics)