Statistisk termodynamik - teori och simuleringsmetoder
Kursplan, Avancerad nivå, 1KB362
- Kod
- 1KB362
- Utbildningsnivå
- Avancerad nivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik A1F, Kemi A1F
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 13 mars 2014
- Ansvarig institution
- Institutionen för kemi - Ångström
Behörighetskrav
120 hp med 90 hp kemi eller fysik inklusive Termodynamiska principer och Kemisk bindning med beräkningskemi. Flervariabelanalys rekommenderas.
Mål
Efter godkänd kurs skall studenten kunna:
- diskutera den fysikaliska tolkningen och motivera användningen av olika ensembler och tillståndssummor samt beräkna termodynamiska egenskaper hos modellsystem
- motivera och tolka växelverkningspotentialer samt beräkna termodynamiska egenskaper ur motsvarande konfigurationsintegraler för olika modellsystem
- analysera och tillämpa teorin för fördelningsfunktioner på fluider
- analysera frågeställningar om adsorption och fasjämvikter med hjälp av gittermodeller och utföra beräkningar med hjälp av motsvarande teorier
- värdera och analysera användbarhet och begränsningar i både modeller och simuleringsmetoder
- analysera kemiskt relevanta frågeställningar med avseende på användningen av olika simuleringsverktyg såsom periodiska randvillkor, parallellberäkningar, och slumptalsgenerering
- beskriva och analysera olika simuleringsmetoder och tillämpa dessa för att modellera dynamik och struktur hos molekyler, vätskor och fasta material samt presentera resultatet i en rapport som motsvarar kursens nivå
- söka, sammanställa och presentera information som utgår från en frågeställning relaterad till kursinnehållet
Innehåll
Boltzmannstatistik. Ensembler. Klassisk statistisk termodynamik. Fördelningsfunktioner. Virialutvecklingar. Debye-Hückelteorin för elektrolytlösningar. Gittermodeller för vätskor. Bragg-Williamsapproximationen. Molekyldynamik. Monte Carlo-simuleringar. Brownsk dynamik. Lagrange- och Hamiltonfunktionen. Utökade Lagrangemetoder. Simulering i olika ensembler. Kraftfält för molekyler, vätskor och fasta material. Flerkropps- och polarisationsmodeller. Tillståndssummor och fri energi. Simulering i bulk, av ytor, polymerer och kolloider.
Undervisning
Föreläsningar, lektioner, seminarier, projekt och laborationer.
Examination
Skriftligt prov vid kursens slut 6 hp, laborationer 1 hp samt muntlig och skriftlig redovisning av projekt 3 hp. Slutbetyget motsvarar en sammanvägning av resultatet av den teoretiska delen, projektet och laborationerna.
Övriga föreskrifter
Kurser kan ej tillgodoräknas tillsammans med 1KB354 Statistisk termodynamik eller 1KB359 Molekylär modellering och simulering.
Litteraturlista
Litteraturlista saknas.