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 Vielfalt nicht leicht zu meistern sind. 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, aber auch die wichtigsten
Rechen- und Näherungsmethoden der statistischen Physik souverän
anzuwenden.Ausgehend von den einfachsten Modellen, dem idealen Gas und
dem Paramagneten, entwickelt Schroeder zunächst die Begriffe von
Wärme und Arbeit. In weiteren Schritten, entwickelt er in sehr
anschaulicher Weise die schwierigen Begriffe Entropie und
(Ir)reversibilität. Davon ausgehend stellt Schroeder den Zusammenhang
zwischen Temperatur und Wärme her. Bei der sich anschließenden
Behandlung von Wärmekraftmaschinen und Kühlschränken legt Schroeder
besonderen Wert darauf, neben den abstrakten Prinzipien auch die
Eigenschaften realer Apparate vorzustellen.
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Produktdetaljer
ISBN
9783863268367
Publisert
2018
Utgave
1. utgave
Utgiver
Pearson Deutschland
Språk
Product language
Tysk
Format
Product format
Digital bok
Forfatter