خواص ترمودینامیکی هر سیستم به دو دسته کلی تقسیم می‌شن. دسته اول خواص تعادلی هستن؛ چیزایی مثل معادلۀ حالت، ظرفیت‌های گرمایی و از این قبیل. دسته دوم هم خواص غیرتعادلی‌ان که ضرایب ویسکوزیته، نفوذ و زمان‌های آسایش نمونه‌های بارزش محسوب می‌شن. حالا نکت...
معرفی دوره ترمودینامیک و مکانیک آماری غیر تعادلی
خواص ترمودینامیکی هر سیستم به دو دسته کلی تقسیم می‌شن. دسته اول خواص تعادلی هستن؛ چیزایی مثل معادلۀ حالت، ظرفیت‌های گرمایی و از این قبیل. دسته دوم هم خواص غیرتعادلی‌ان که ضرایب ویسکوزیته، نفوذ و زمان‌های آسایش نمونه‌های بارزش محسوب می‌شن. حالا نکته جالب ماجرا اینجاست که ترمودینامیک تعادلی فقط تغییر خواص سیستم رو بین دو حالت تعادلی بررسی می‌کنه و اصلاً کاری نداره که این تغییر چقدر طول می‌کشه. ولی در ترمودینامیک غیر تعادلی، زمان نقش یک متغیر کلیدی رو بازی می‌کنه و محور اصلی مطالعۀ رفتار سیستمه.
دو رویکرد برای مطالعه سیستم‌های غیرتعادلی
مشابه چیزی که در ترمودینامیک تعادلی داریم، اینجا هم دو شیوه برای بررسی سیستم‌ها وجود داره:
روش‌های پدیده‌شناختی (ماکروسکپی): رفتار سیستم در مقیاس بزرگ بررسی می‌شه
روش‌های آماری (میکروسکپی): از رفتار دینامیکی مولکول‌ها و اجزای سازندۀ سیستم برای رسیدن به اطلاعات ماکروسکپی استفاده می‌کنیم
یه تفاوت مهم هم اینجاست که در ترمودینامیک آماری تعادلی فقط یه روش داریم به اسم «روش مجموعه‌های گیبس». اما در مکانیک آماری غیرتعادلی، چندین روش کاملاً متفاوت معرفی شده که هر کدوم دنیای خودشون رو دارن.
مهم‌ترین روش‌های مکانیک آماری غیرتعادلی
نظریه جنبشی گازها
روش‌های مبتنی بر محاسبۀ توابع همبستگی زمانی
نظریه مجموعه‌های آماری غیرتعادلی
قضیۀ استهلاک اُفت و خیزها
نظریۀ پاسخ خطی
روش‌های مبتنی بر نظریۀ فرایندهای تصادفی
یه نکته ظریف که شاید اولش عجیب به نظر بیاد: در مکانیک آماری تعادلی — چه کلاسیکی چه کوانتومی — بهره‌گیری از «آمار» نقش اصلی رو داره و از علم دینامیک خبری نیست. اما در مکانیک آماری غیرتعادلی دقیقاً برعکسه؛ مکانیک نقش محوری داره و از آمار به شکلی ضعیف‌تر استفاده می‌شه.
سرفصل‌ها و مسیر یادگیری
در این درس اول روش پدیده‌شناختی در فرمول‌بندی ترمودینامیک فرایندهای برگشت‌ناپذیر (غیرتعادلی) بیان می‌شه و با کمک اون، کلی‌ترین شکل معادلات توازن استخراج می‌شن. روابط نیرو و شارهای ترمودینامیک در سطح ترمودینامیک غیرتعادلی خطی هم توضیح داده می‌شن. بعدش نوبت ترمودینامیک غیرتعادلی تعمیم‌یافته‌ست که توش فرض تعادل موضعی کنار گذاشته می‌شه.
مبحث بعدی مکانیک آماری غیرتعادلیه. با استخراج معادلۀ لیوویل — که اساس مطالعۀ سیستم‌های چند جسمیه — شروع می‌شه و بعدش نظریۀ فرایندهای تصادفی مطرح می‌شه. این بخش شامل حرکت براونی، معادلات لانگوین، فوکر-پلانک و مَستِر هست. نظریه‌های اُفت و خیز استهلاک هم بحث می‌شن. در ادامه، نظریۀ جنبشی و معادلۀ بولتزمان برای گازهای رقیق بررسی می‌شه و بعد تعمیمش به سیالات چگال به صورت مفصل مورد بحث قرار می‌گیره.
چرا این دوره به کارت میاد؟ 🎯
اگه دانشجوی فیزیک، شیمی فیزیک یا مهندسی شیمی هستی و می‌خوای بفهمی چرا سیستم‌ها از تعادل خارج می‌شن و چطور به تعادل برمی‌گردن، این دوره دقیقاً همون چیزیه که لازم داری. مثلاً فرض کن می‌خوای رفتار یه سیال رو در یه فرآیند صنعتی مدل‌سازی کنی؛ بدون درک ترمودینامیک غیرتعادلی، عملاً دستت خالیه. یا اگه روی پروژه‌ای کار می‌کنی که به شبیه‌سازی دینامیک مولکولی مربوط می‌شه، مفاهیمی مثل توابع همبستگی زمانی و نظریۀ پاسخ خطی برات حکم ابزار کار رو پیدا می‌کنن.
مشخصات دوره 📋
ویژگی
توضیح
عنوان
ترمودینامیک و مکانیک آماری غیر تعادلی
مدرس
اساتید متخصص حوزه فیزیک آماری
تعداد جلسات
۱۸ جلسه
مدت زمان
۲۳ ساعت و ۱۸ دقیقه
سطح
پیشرفته
وضعیت
رایگان
نکته‌ای درباره رایگان بودن دوره
این دوره به صورت کاملاً رایگان در دسترسه. یعنی بدون هیچ هزینه‌ای می‌تونی به ۲۳ ساعت محتوای تخصصی در یکی از پیشرفته‌ترین شاخه‌های فیزیک آماری دسترسی داشته باشی. برای دانشجویایی که دنبال منبعی معتبر و در عین حال بدون هزینه برای یادگیری مباحث پیشرفتۀ ترمودینامیک هستن، این فرصت واقعاً ارزشمنده. 🌟
سوالات متداول
آیا برای فهم این دوره به پیش‌نیاز خاصی نیاز دارم؟
آشنایی با ترمودینامیک تعادلی و مکانیک آماری پایه کمک زیادی می‌کنه. اگه این دو تا رو گذروندی، راحت‌تر می‌تونی مفاهیم غیرتعادلی رو جذب کنی.
این دوره بیشتر جنبه نظری داره یا کاربردی؟
هر دو. مبانی نظری محکمی ارائه می‌شه ولی همون‌جا کاربردها و مثال‌های فیزیکی هم مطرح می‌شن تا بتونی مفاهیم رو به مسائل واقعی ربط بدی.
آیا مباحث ریاضی سنگینی داره؟
بله، انتظار معادلات دیفرانسیل، انتگرال‌گیری پیشرفته و آشنایی با فرایندهای تصادفی رو داشته باش. ولی توضیحات دوره طوری چیده شده که بتونی قدم‌به‌قدم جلو بری.
ترمودینامیک و مکانیک آماری غیرتعادلی را رایگان یاد بگیرید
