| 6 ECTS | |
| 45 P + 15 A | |
| 0% primjene e-učenja | |
| Odjel za fiziku (Sceduly) |
| Nositelji: Larisa ZoranićSuradnici: |
| Ciljevi predmeta |
| Upoznati se s fizikalnim opisom neravnotežnih procesa kroz termodinamiku i statističku fiziku te primjeni u istraživanju bioloških sustava. |
| Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta |
| Ishodi preddiplomskog studija, posebice vezani za ravnotežnu termodinamiku, statističku fiziku i klasičnu mehaniku. |
| Očekivani ishodi učenja |
| Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći: |
| 1. prepoznati i definirati osnovne koncepte neravnotežne termodinamičke |
| 2. izvesti jednadžbe prijenosa mase, energije i količine gibanja za idealni i neidealni fluid |
| 3. izvesti jednadžbu prijenosa entropije, raspraviti brzinu nastajanja entropije |
| 4. definirati osnovne postulate linearnog pristupa u neravnotežnoj termodinamici, te postaviti i primijeniti Onsagerove relacije |
| 5. raspraviti neravnotežne procese kao što su difuzija, toplinska vodljivosti i kemijske reakcije |
| 6. primijeniti statističko-mehanički pristup u opisu neravnotežnih procesa |
| 7. prepoznati važnost primjene ideja neravnotežne termodinamike i statističke mehanike u istraživanju bioloških sustava i šire |
| Sadržaj predmeta |
| Satnica razrađena prema tjednom planu: |
| 1.Uvod u kolegij, ravnotežna termodinamika, sustav, stanje, proces, svojstva, termodinamički zakoni, entropija, smjer vremena |
| 2. Ireverzibilni i reverzibilni procesi, pojam lokalne ravnoteže, ravnoteža i stabilnost |
| 3. Jednadžba prijenosa mase, jednadžba prijenosa energije |
| 4. Jednadžba prijenosa entropije, brzina nastajanja entropije (produkcija entropije), disipativna funkcija, termodinamička sprega, primjer Benardove ćelije |
| 5. Idealni fluidi, Eulerova jednadžba, adijabatska jednadžba, uvjeti za ravnotežu i stabilnost (konvekcija), stacionarno stanje - Bernulijeva jednakost |
| 6. Jednadžba prijenosa energije, jednadžba prijenosa količine gibanja, nekompresibilni fluidi, viskozni fluidi, Navier-Stokes jednadžba |
| 7. Jednadžba prijenosa energije s viskoznosti, disipacija energije, jednadžba prijenosa topline |
| 8. Jednadžbe prijenosa uz uključeni difuzijski doprinos, relaksacijsko vrijeme, primjeri termodinamičke sprege |
| 9. Postulati linearne neravnotežne termodinamike, formula za produkciju entropije, stacionarno stanje |
| 10. Linearna veza toka i sile, Onsagerove relacije, primjeri sprega prijenosa topline i difuzije |
| 11. Vremenska promjena produkcije entropija, princip minimuma produkcije entropije |
| 12. Statističko-mehanički pristup, Brownovo gibanje, Langevinova jednadžba |
| 13. Stohastički procesi, Fokker-Planck jednadžba |
| 14. Fluktuacijsko-disipacijski teorem |
| 15. Izborna tema, primjene u biofizici, ekonomiji, kemijskoj kinetici i slično. |
| Vrste izvođenja nastave |
| - Predavanja - Vježbe - Samostalni zadaci - Multimedija |
| Obveze studenata |
| Prisustvo i zalaganje studenata na satu, rješavanje zadataka na satu i kod kuće.Sudjelovanje u raspravama i diskusijama na satu. |
| Praćenje rada studenata (ECTS) |
| - Pohađanje nastave (2) - Seminarski rad (0.5) - Kolokviji (1.5) - Usmeni ispit (2) |
| Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata |
| Znanje se provjerava pismenim i usmenim ispitom. Tijekom nastave se organiziraju kolokviji. Studenti koji ne polože pismeni dio preko kolokvija imaju 4 dodatna ispitna roka za polaganje pismenog dijela. Usmeni ispit se polaže nakon položenog pismenog dijela u obliku pismenog i usmenog izlaganja seminara. |
| Obvezna literatura |
| Nonequilibrium Thermodynamics Transport and Rate Processes in Physical, Chemical and Biological Systems, Yasar Demirel, 2014 Elsevier B.V. |
| Fluid mechanics L.D. Landau and E. M. Lifshizt, Volume 6 of Course of Theoretical Physics, Pergamon press 1987. |
| Statistical mechanics–3rd ed. R. K. Pathria, Paul D. Beale, 2011 Elsevier Ltd. |
| Izborna literatura |
| Modern thermodynamics, from heat engines to dissipative structures D. Kondepudi, I. Prigogine: JOHN WILEY AND SONS, 1998. |
| P. Županovic: Termodinamika s elementima statističke fizike, Element, Zagreb, 2016. |
| Znanstveni članci, predavanja |
| Načini praćenja kvalitete |
| Uspješnost izvedbe programa prati se kvalitetom znanja pokazanom na ispitima kao i procjenom pokazanog entuzijazma prema predmetu.Vanjsko vrednovanje obuhvaća studentske ankete.Statistika ispitnih rezultata i studentsko evaluiranje putem anonimne ankete na kraju izvedbe predmeta. Anketa se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu |
| Izvedba |
|
Sveučilišni diplomski studij • Fizika; smjer: Biofizika (izborni 3. sem.) • Fizika; smjer: Računarska fizika (izborni 3. sem.) • Matematika i fizika; smjer: nastavnički (izborni 3. sem.) |
| Napomene: Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe. Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija. |