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
- История возникновения термодинамики. Стрела времени.
- Начала термодинамики. Идеальный газ. Внутренняя энергия и энтропия.
- Идеальный газ как система точек в кубе. Сведение к условно-периодическому движению. Теорема Вейля, следствия.
- Парадокс Цермело. Парадокс Лошмидта. Демон Максвелла.
- Распределение Максвелла.
- Подход Гиббса. «Термодинамизация» механических систем.
- 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».