Natuurwetenschappen

Thermodynamica - Wetmatigheid van wanorde

Deze cursus is geannuleerd. Inschrijven is niet meer mogelijk


De thermodynamica werd in de 19de eeuw ontwikkeld, deels ingegeven door het streven om de al eerder ontwikkelde stoommachine efficiënter te maken. De equivalentie van warmte, arbeid en energie werd onderkend en vastgelegd in de zgn. eerste hoofdwet van de thermodynamica. Tevens werd duidelijk dat alle processen in de natuur gedreven worden door de toename van de wanorde: de tweede hoofdwet van de thermodynamica. Populair gezegd: Bij alles wat er gebeurt wordt de wanorde groter.

Op grond van de tweede hoofdwet voorspelde de Engelse natuurkundige Lord Kelvin dat het heelal in enig stadium de entropiedood zou sterven:  Uiteindelijk - gelukkig duurt dat nog even - is er alleen nog maar chaos.  Voor toestanden van hoge orde en dus lage entropie, zoals bijvoorbeeld levende wezens, of meer in het algemeen de biosfeer, kan daarin natuurlijk geen plaats meer zijn. Verbazingwekkend bij dit alles is dat tijdens de afgelopen honderden miljoenen jaren zich op aarde een steeds complexere biosfeer heeft ontwikkeld. Hoe verhoudt zich dat met de tweede hoofdwet….?  

In dit college wordt een overzicht van de thermodynamica geboden. We zullen ingaan op de hoofdwetten van de thermodynamica: de statistische achtergrond van deze wetten, maar ook voorbeelden van praktische toepassing ervan,  worden behandeld. Ook aan de historische ontwikkeling wordt enige aandacht besteed en we zullen uiteindelijk ook de uitspraak van Lord Kelvin nader onder de loep nemen.

Bij het college is enige wiskunde (differentiëren, integreren, logaritme, e-macht) nodig die traditioneel in de hogere klassen van HBS-B  of Gymnasium-B aan de orde kwam. Ook aan deze wiskunde zal de nodige aandacht worden besteed.  

Programma
  • Onomkeerbare processen
  • Macrotoestanden en microtoestanden
  • Toename van entropie(wanorde): de tweede hoofdwet van de thermodynamica
  • Entropie en temperatuur
  • Het ideale gas
  • Gasprocessen
  • Berekening van entropieveranderingen
  • Warmte machines (koelkast, motoren etc.)
  • Klimaatfysica: een eenvoudig klimaatmodel
  • De toekomst van het heelal

› Inschrijven niet meer mogelijk

Cursusnummer

19WG28

Docent(en)

Steenwijk, dr. Frank van

f.j.van.steenwijk@rug.nl

Cursusvorm

10 colleges

Data

Woensdag 23 januari t/m 10 april 2019, 20 en 27 februari vervallen

Tijd

11.15-13.00 uur

Cursusprijs

€ 232,00

Cursusmateriaal

De cursus volgt in grote lijnen het boek van T.A. Moore, 'Six Ideas That Shaped Physics, Unit T: ‘Some Processes Are Irreversible’ 3nd ed., McGraw-Hill, ISBN-13 978-0-07-739568-1 (zelf aanschaffen, ca. € 50,-).

Uiterste inschrijfdatum

09 januari 2019

Bijzonderheden

Maximaal 25 deelnemers. Er wordt uitgegaan van enige wiskundige kennis bij de deelnemers aan deze cursus.