Thermodynamik und statistische Physik: Extras Online (Pearson Studium - Physik)

Thermodynamik und statistische Physik reichen in ihrer Bedeutung weit über die Physik hinaus und erklären eine schier unerschöpfliche Masse an komplexen Phänomenen unserer Umwelt aus einfachen Grundprinzipien. Auch wenn die historischen Wurzeln der Thermodynamik ganz praktisch in einem besseren Verständnis von Wärmekraftmaschinen von der Dampfmaschine über den Benzinmotor hin zur modernen Gasturbine zu suchen sind, so hat sie die entscheidenden ersten Schritte in die Quantentheorie erlaubt und in den letzten Jahrzehnten tiefe Einblicke in die Physik der schwarzen Löcher als einem Schritt zu einer Theorie der Quantengravitation ermöglicht. Methoden der statistischen Physik sind unverzichtbare Grundlagen der Festkörperphysik, der modernen Biophysik und der Klimaforschung genauso wie auch scheinbar unverwandter Gebiete wie der Finanzmathematik und der Verkehrsforschung. Schroeders in den Vereinigten Staaten populäres Buch „Thermal Physics“ liegt nun zum ersten Mal in deutscher Übersetzung vor. In einer ansprechenden Mischung entwickelt es die Methoden der Thermodynamik und statistischen Physik in einem gemeinsamen Zugang und bespricht alle wichtigen Anwendungen: Gase, Flüssigkeiten, Magnete, Festkörper, Wärmekraftmaschinen, chemische Reaktionen. Dabei werden die Grundlagen ebenso präzise wie anschaulich gelegt und ermöglichen es dem Leser, sich in der mathematisch einfachen, aber konzeptionell subtilen Thermodynamik zurecht zu finden und die wichtigsten Rechen- und Näherungsmethoden der statistischen Physik souverän anzuwenden. Learn a little . . . do a little Besonders hilfreich ist auch, sich bei Beispielen plastisch vor Augen zu führen, wie sich die Änderung von physikalischen Parametern auf das Verhalten eines Systems auswirkt.Dazu sind ausgewählte Beispiele als digitale Arbeitsblätter ausgearbeitet worden, die Sie einfach mittels eines QR-Scanners auf Ihrem mobilen Gerät (idealerweise ein Tablet) aufrufen und begleitend zur Veranschaulichung benutzen können. Ganz getreu dem Motto Learn a little . . . do al little. Das Buch richtet sich an Studierende der Naturwissenschaften, insbesondere der Physik. Es ist für Studierende an Universitäten und Fachhochschulen konzipiert und rundet den an sich eher abstrakten Stoff durch eine große Fülle an Aufgaben ab, die die Reichweite von Thermodynamik und statistischer Physik illustrieren. Neben einer Vorlesungsbegleitung eignet sich die „Physik der Wärme“ daher auch hervorragend zum Selbststudium. Thermodynamik und statistische Physik, die „Physik der Wärme“, sind seit einem Jahrhundert zentraler Bestandteil jedes Lehrplans für Physik. Sie befassen sich mit dem Verhalten makroskopischer Objekte, deren mikroskopische Dynamik zu beschreiben unser Vermögen übersteigt. Das gelingt nun ganz hervorragend unter Zuhilfenahme statistischer Gesetzmäßigkeiten. Thermodynamik und statistische Physik reichen in ihrer Bedeutung weit über die Physik hinaus und erklären eine schier unerschöpfliche Masse an komplexen Phänomenen unserer Umwelt aus einfachen Grundprinzipien. Auch wenn die historischen Wurzeln der Thermodynamik ganz praktisch in einem besseren Verständnis von Wärmekraftmaschinen von der Dampfmaschine über den Benzinmotor hin zur modernen Gasturbine zu suchen sind, so hat sie die entscheidenden ersten Schritte in die Quantentheorie erlaubt und in den letzten Jahrzehnten tiefe Einblicke in die Physik der schwarzen Löcher als einem Schritt zu einer Theorie der Quantengravitation ermöglicht. Einstein selbst war der festen Überzeugung, dass die Thermodynamik das eine Gebiet der Physik sei, das auch durch zukünftige Revolutionen in der Physik in seiner Geltung unangetastet bleiben würde. Methoden der statistischen Physik werden schon seit langem nicht mehr nur auf Flüssigkeiten, Gase, Magnete, Mischungen und Lösungen angewandt, sondern sind unverzichtbare Grundlagen der Festkörperphysik, der modernen Biophysik und der Klimaforschung genauso wie auch scheinbar unverwandter Gebiete wie der Finanzmathematik und der Verkehrsforschung. Das kollektive dynamische Verhalten komplexer Systeme fern von einem Gleichgewichtszustand ist in den letzten Jahren aufgrund neuer experimenteller, theoretischer und numerischer Verfahren in das absolute Zentrum des Interesses moderner Physik gerückt und stellt in seiner Vielfalt eine der fundamentalen Herausforderungen für die Forschung da. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sind von zentraler Bedeutung in so unterschiedlichen Bereichen wie dem Quantencomputing, wo es um die Unterdrückung von Dekohärenz geht, und der Biophysik, die sich mit dem Nichtgleichgewichtsphänomen schlechthin befasst, dem Leben. Für dieses hochaktuelle Gebiet der statistischen Physik des Nichtgleichgewichts bilden Thermodynamik und statistische Physik des Gleichgewichts, wie sie von Schroeder behandelt werden, unverzichtbare Grundlagen. Es überrascht kaum, dass diese Gebiete der Physik bei den Studierenden großes Interesse finden, gleichzeitig aber aufgrund ihrer großen Vie