Termodinamica e Fisica Statistica
( 25 Moduli )

modulo #1
Introduzione alla termodinamica
Panoramica della termodinamica, importanza e rilevanza

modulo #2
Sistemi e proprietà termodinamiche
Definizione di sistemi termodinamici, tipi di sistemi e proprietà termodinamiche

modulo #3
Legge zero della termodinamica
Temperatura e concetto di equilibrio termico

modulo #4
Prima legge della termodinamica
Conservazione dell'energia, energia interna, lavoro e calore

modulo #5
Energia interna ed entalpia
Definizioni, relazioni e applicazioni

modulo #6
Calori specifici e capacità termiche
Misurazione delle capacità termiche, delle capacità termiche molari e dei calori latenti

modulo #7
Processi isotermici e adiabatici
Lavoro e trasferimento di calore nei processi isotermici e adiabatici

modulo #8
Ciclo di Carnot ed efficienza
Motore termico ideale, ciclo di Carnot ed efficienza massima

modulo #9
Seconda legge della termodinamica
Introduzione all'entropia, alla spontaneità e alla freccia del tempo

modulo #10
Entropia e disordine
L'entropia come misura del disordine, espressione di Boltzmann

modulo #11
Variazioni di entropia ed equilibrio
Variazioni di entropia nei processi reversibili e irreversibili

modulo #12
Meccanica statistica: introduzione
Approccio microscopico alla termodinamica, medie d'insieme

modulo #13
Insieme microcanonico
Sistemi isolati, autostati di energia e concetto di temperatura

modulo #14
Insieme canonico
Sistemi in contatto termico, distribuzione di Boltzmann e funzioni di partizione

modulo #15
Insieme gran canonico
Sistemi aperti, potenziale chimico e fluttuazioni del numero di particelle

modulo #16
Potenziali termodinamici
Energie libere di Helmholtz e Gibbs, relazioni di Maxwell

modulo #17
Transizioni di fase e fenomeni critici
Caratterizzazione delle transizioni di fase, esponenti critici e universalità

modulo #18
Gas ideali e gas reali
Comportamento dei gas ideali, deviazioni ed equazioni di stato

modulo #19
Statistica di Fermi-Dirac e Bose-Einstein
Fermioni e bosoni, statistica quantistica e applicazioni

modulo #20
Radiazione del corpo nero
Legge di Planck, densità di radiazione e legge di Stefan-Boltzmann

modulo #21
Reazioni chimiche ed equilibrio
Potenziale chimico, velocità di reazione e costanti di equilibrio

modulo #22
Termodinamica di non equilibrio
Processi irreversibili, produzione di entropia e relazioni di Onsager

modulo #23
Metodi computazionali in fisica statistica
Simulazioni Monte Carlo, dinamica molecolare e campionamento dell'importanza

modulo #24
Applicazioni della termodinamica e della fisica statistica
Biologia, scienza dei materiali e applicazioni ingegneristiche

modulo #25
Riepilogo e conclusione del corso
Pianificare i prossimi passi nella carriera in Termodinamica e Fisica Statistica

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