Georg Job
Quantenstatistische Aufgaben – elementar gelöst (I)
Vortrag im Rahmen des „Physikalisch-chemischen Seminars“ im Institut für Physikalische Chemie der Universität Hamburg am 14.05.1991
Zusammenfassung
Zur Herleitung des Zusammenhanges der makroskopischen thermodynamischer Größen mit den quantenmechanischen Eigenschaften von Atomen oder Atomverbänden wird in der Regel die statistische Thermodynamik bemüht. Sie gilt als notwendiges Hilfsmittel zur Lösung von Aufgaben dieser Art, da ja „die phänomenologische Thermodynamik als makroskopische Theorie grundsätzlich nicht in der Lage sei, Aussagen über atomare Systeme zu machen“. Dieses festsitzende, ja prüfungsrelevante Vorurteil zu korrigieren, ist Ziel dieser Darstellung. Es werden verschiedene wichtige Ergebnisse der Quantenstatistik hergeleitet, wozu neben den bekannten Beziehungen aus der Quantenmechanik praktisch nur das chemische Potential und dessen Konzentrations- und Energieabhängigkeit benötigt wird.
Inhalt
- Einleitung
- Erste Bekanntschaft mit der Molekularstatistik
- Vorausgesetzte Formeln
- Schwingungsbeitrag zum chemischen Potential
- Rotationsbeitrag zum chemischen Potential
- Molekulare Geschwindigkeitsverteilung
- Barometrische Höhenformel
- Sedimentationsgleichgewicht in einer Zentrifuge
- Wahrscheinlichkeit eines Energiezustandes
- Ausblick