skip to Main Content
Спецкурс «Парадоксы термодинамики и статистической механики»

В СУНЦ МГУ начинается чтение нового спецкурса

«Парадоксы термодинамики и статистической механики».

 

Лектор — Сальникова Татьяна Владимировна,
доцент кафедры теоретической механики и мехатроники
механико-математического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

Аннотация курса

В предлагаемом курсе обсуждается история развития и различные аспекты взаимодействия двух способов описания физических систем – термодинамического и статистического.

Если изучать с точки зрения классической механики Ньютона эволюцию системы, состоящей из очень большого числа объектов (например, движение звездной галактики или облаков на небе), то необходимо привлекать элементы и понятия теории вероятностей, изучая статистические свойства, так как невозможно ни точно учесть все действующие на объекты силы, ни точно задать начальные условия. Такое микроскопическое описание является предметом статистической механики.

С другой стороны, гораздо удобнее описывать систему в целом, тем более, что на таком макроскопическом уровне описания система обладает такими характеристиками как температура, давление, энтропия, которые не имеют смысла для отдельных частиц. С точки зрения ньютоновской механики эволюция таких систем в целом выглядит парадоксально. В отличии от классической механики Ньютона, где законы движения не меняются при обращении времени, в термодинамике время необратимо, динамика тепловых процессов однонаправлена. Противоречие между обратимостью движения отдельных частиц и необратимостью эволюции термодинамических систем вызвало непримиримые споры и конфликты между учеными – приверженцами разных теорий. Обнаружилось множество парадоксов.

Во время лекций мы познакомимся с судьбами и творчеством выдающихся ученых, дадим математическое объяснение интересных парадоксов, а также обсудим современные направления и нерешенные проблемы.

Программа курса

  1. История возникновения термодинамики. Стрела времени.
  2. Начала термодинамики. Идеальный газ. Внутренняя энергия и энтропия.
  3. Идеальный газ как система точек в кубе. Сведение к условно-периодическому движению. Теорема Вейля, следствия.
  4. Парадокс Цермело. Парадокс Лошмидта. Демон Максвелла.
  5. Распределение Максвелла.
  6. Подход Гиббса. «Термодинамизация» механических систем.
  7. Краткое знакомство с некоторыми современными направлениями исследований (кинетическая теория и др.)

Расписание курса

Курс будет читаться по средам в 16:30 (московское время).
Первая лекция – 27 января.
Окончание курса – 28 апреля (14 лекций).

Подключиться к конференции Zoom можно по ссылке
https://us04web.zoom.us/j/76199190203?pwd=Qmx2RzNhZ1BiWGhhWUQ0cC9WZEI0UT09
Идентификатор конференции: 761 9919 0203
Код доступа: 4dPpZu

Для записи на спецкурс необходимо отправить электронное письмо на адрес ksemen@mech.math.msu.su, указав в теме письма «ПАРАДОКСЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И СТАТИСТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ».