Statistische Thermodynamik

Die Statistische Thermodynamik bildet eine Brücke zwischen den universel­ len, aber makroskopisch-phänomenologischen Gesetzen der Thermodynamik und den mechanischen bzw. quantenmechanischen Eigenschaften der molekula­ ren Bausteine. Qualitative Betrachtungen über die Zusammenhänge zwischen der Entropie und der "molekularen Unordnung", oder die Verteilung der Ener­ gie auf die einzelnen "molekularen Freiheitsgrade", sind dem Chemiestudenten schon aus der Anfängervorlesung bekannt. Eine korrekte Darstellung dieser Zu­ sammenhänge erfordert jedoch einen gewissen formalen Aufwand. Dieses Buch wurde als Einführungstext für Chemiestudenten mit begrenzten Mathematik­ kenntnissen geschrieben, für die es dennoch wichtig ist, die Methoden der Stati­ stischen Thermodynamik zu verstehen und anwenden zu lernen. Der Stoff des Bandes "Statistische Thermodynamik" gliedert sich in drei Tei­ le: die allgemeinen Grundlagen, Systeme von unabhängigen Teilchen (ideale Sy­ steme) und Systeme mit zwischenmolekularen Wechselwirkungen (reale Syste­ me). Die ersten drei Kapitel behandeln wichtige Grundlagen der Statistischen Ther­ modynamik. Wir beschränken uns dabei auf den Formalismus der mikrokanoni­ schen Gesamtheit und der kanonischen Gesamtheit. Obwohl wir vom Konzept konkreter Quantenzustände und Energieeigenwerte ausgehen, sind weiterrei­ chende Kenntnisse der Quantenmechanik zum Verständnis dieses Textes nicht erforderlich. Überhaupt ist dem Anfänger zu empfehlen, sich zunächst nur mit den wichtigsten Begriffen vertraut zu machen (besonders der Bedeutung der so­ genannten Zustandssummen), um dann rasch zu einfachen Anwendungen vor­ zudringen. Einzelne Abschnitte (z. B. 1.4, 2.3 und 3.4) können beim ersten Durcharbeiten des Textes uberblättert werden.