Statistical mechanics for chemistry
Résumé
Ce cours construit la base théorique universelle permettant de comprendre les systèmes à grand nombre de particules. Les méthodes introduites sont utilisées pour éclairer de nombreux phénomènes à travers la chimie.
Contenu
- Introduction et rappels.
- Outils mathématiques
- Systèmes isolés : ensemble microcanonique
- Systèmes couplés à un environnement : autres ensembles statistiques
- Gaz parfait classique et gaz parfait quantique
- Mécanique statistique des réactions chimiques
- Mécanique statistique aux interfaces
- Systèmes en interaction
Si le temps le permet : théorie de la réponse linéaire, transitions de phase, applications interdisciplinaires.
Compétences requises
Cours prérequis obligatoires
- Un cours d'introduction à la thermodynamique.
- Un cours d'introduction à la mécanique quantique.
Acquis de formation
A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:
- Formuler les concepts de la mécanique statistique.
- Formuler l'origine microscopique des principes de la thermodynamique.
- Exprimer la fonction de partition à partir des micro-états d'un système.
- Expliquer qualitativement des phénomènes physiques et chimiques en termes d'enthalpie et d'entropie.
- Construire l'ensemble statistique adapté au système étudié.
- Calculer des constantes d'équilibre chimique à partir des structures moléculaires.
- Déterminer l'origine microscopique et les conséquences macroscopiques de la tension de surface.
- Enoncer les méthodes permettant de traiter des systèmes en interaction et les mettre en oeuvre sur des exemples simples.
Méthode d'enseignement
Cours magistral + exercices.
Travail attendu
Assimilation du cours entre les séances.
Méthode d'évaluation
Examen oral en fin de semestre
Encadrement
| Assistants | Oui |
Ressources
Bibliographie
Référence principale:
- Kardar, Statistical Physics of Particles.
Références secondaires:
- Diu, Guthman, Lederer, Roulet. Physique Statistique.
- Callen. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics.
- McQuarrie. Statistical Thermodynamics.
Polycopiés
Des notes de cours seront mises à disposition des étudiants.
Liens Moodle
In the programs
- Semester: Spring
- Exam form: Oral (summer session)
- Subject examined: Statistical mechanics for chemistry
- Courses: 2 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Type: mandatory
- Semester: Spring
- Exam form: Oral (summer session)
- Subject examined: Statistical mechanics for chemistry
- Courses: 2 Hour(s) per week x 14 weeks
- Exercises: 1 Hour(s) per week x 14 weeks
- Type: mandatory