SlideShare a Scribd company logo
Grote
natuurkundige
theorieën

              Vincent Icke
        Sterrewacht Leiden
               & Alien Art
Thermodynamica


 Ignoramus, iterumque ignoramus
Zandtaartjes


   “They wept like anything to see
          such quantities of sand”
  Lewis Carroll - The Walrus & the Carpenter
Lasciate ogni speranza

•...voi ch’entrate nel bagno
•Een liter water bevat 10 deeltjes
                         26


•De afstand tussen die deeltjes is 10
  miljard maal kleiner dan een mens

•Dus voel je warm water onder de
  douche
Een, twee,... veel

•Laat ze het onderling uitzoeken
•Evenwicht
•De gebroeders Bever
De wetten van de
warmte

•Toestand en verdeling
•Wat zie je als ‘hetzelfde’?
Waarschijnlijkheid


     Met talloos veel millioenen
Credit: European Southern Observatory, ESO
Spelen van Geluck

•Alweer die Huygens
•Intuïtie is een slechte gids
•Verjaardagen
Er is er een jarig

•Hoera, hoera
•Wat is de kans dat twee mensen in een
  groep op dezelfde dag jarig zijn?

•Gokje wagen?
•Dat rekenen we dus uit
(366-N)/365

                  1-P(N)
N                          P(N)
                                   Als er 23 of meer mensen
                                    bijeen zijn, is de kans
                                  groter dan 50% dat er twee
                                  op dezelfde dag jarig zijn
Wie had het goed
gegokt?

•Test van wetenschappelijke integriteit
•“Wat gij een ander aandoet is tot
  daaraan toe, maar uzelf zult gij niet
  belazeren”
 • prof.dr. Karel van het Reve
Kansen aftellen


•Op hoeveel manieren kun je de
  zandbak inrichten?

•Hoeveel daarvan zijn voor een
  kinderschepje hetzelfde?
stap 1
Hoeveel verdelingen?
         1              1

                      maal
         2
                        2
         1
                      maal
         3
                        3
     1        2       maal…
stap 2


De basisformule
 1 x 2 x 3 x 4…
     1
     2
     6
     24
     120
     720
     5760
     …
stap 3
   Maar wat wordt het
    als er identieke
    deeltjes bij zijn?




              deze mag je
deze mag je   verwisselen
verwisselen
  Basisformule:
  N deeltjes kun je op
  1x2x3x4…N
  manieren verwisselen
stap 4
 Voorbeeld:
 tweemaal N deeltjes
 van twee soorten

     …N            …N

Basisformule:

totaal =
1x2x…Nx(N+1)x…x(2N)

verwisselingen =
1x2x3x4…N
1x2x3x4…N
stap 5

     Een eekhoorn
     gebouwd uit
     2 x N deeltjes

      …N              …N
 1x2x…Nx(N+1)x…x(2N)
 1x2x3x4…Nx1x2x3x4…N


(N+1)x(N+2)x…x(2N)
 1x2x3x4x…xN
…N          …N
(N+1)x(N+2)x…x(2N)
 1x2x3x4x…xN

   N-tal   mogelijkheden
   N=1     2
   N=2     6
   N=3     20
   N=4     70
   N=5     252
   N=6     924
   N=7     3432
   N=8     12870
   N=9     48620
Fysica van het
gemiddelde

 Waaraan merken wij dat het Heelal
   uit talloos veel deeltjes bestaat?
Behoudswetten

•Is het erg als je de details
  verwaarloost?

•Behoud van massa, energie en impuls
•Kansrekening
Thermische energie-
verdeling

   koud



   warm
Als je manometer goed
staat...

•Gasdruk...
•...gemiddelde van alle botsingen
Stoom, stoom, stoom

•Temperatuur...
•...gemiddelde van alle bewegingen
  (energie)

•Boltzmann & Gibbs
Maat van wanorde


•Entropie
•Boltzmann’s grafschrift
Achterwaarts... mars!


           De pijl van de tijd
De pijl van de tijd

•Wanorde is waarschijnlijker dan orde
•Toevalsprocessen leiden tot wanorde
•Schijnbare richting van de tijd
•Biljarten vs. snooker
Het weer in het
Heelal

         Storm, storm, storm
Het gemiddelde
en de details
•Twee snelheden: wind en warmte
•Gasdynamica
•Weer en klimaat
Mechanics & Hydro 1




  Baan van een deeltje

                         Baan van een wolk deeltjes




Baansnelheid = windsnelheid



                   Uitdijingssnelheid = geluidssnelheid
Mechanics & Hydro 2




Windsnelheid groter dan
   geluidssnelheid




                          Supersone stroming
Mechanics & Hydro 3




Windsnelheid groter dan
   geluidssnelheid




                           Windsnelheid kleiner dan
                               geluidssnelheid


                          Subsone stroming
Credit National Aeronautics and Space
Administration, NASA
Gasstroming in de zware
 dubbelster Eta Carinae
Gasstroming in de zware
 dubbelster Eta Carinae
Samenvatting
theorie
 Laat de deeltjes het onderling maar
    uitzoeken, en gebruik statistiek
                        inplaats van
          bewegingsvergelijkingen
Einde


    Deel 2 - Thermodynamica

More Related Content

Similar to College 2: Thermodynamica

Een nieuwe kijk op de zwaartekracht
Een nieuwe kijk op de zwaartekrachtEen nieuwe kijk op de zwaartekracht
Een nieuwe kijk op de zwaartekracht
Marcel Vonk
 
141007 quantumfysica
141007   quantumfysica141007   quantumfysica
141007 quantumfysica
Marcel Vonk
 
Emergente zwaartekracht en het donkere heelal
Emergente zwaartekracht en het donkere heelalEmergente zwaartekracht en het donkere heelal
Emergente zwaartekracht en het donkere heelal
Marcel Vonk
 
130423 quantumfysica en elemtaire deeltjes
130423   quantumfysica en elemtaire deeltjes130423   quantumfysica en elemtaire deeltjes
130423 quantumfysica en elemtaire deeltjes
Marcel Vonk
 
130516 snaartheorie
130516   snaartheorie130516   snaartheorie
130516 snaartheorie
Marcel Vonk
 

Similar to College 2: Thermodynamica (6)

Een nieuwe kijk op de zwaartekracht
Een nieuwe kijk op de zwaartekrachtEen nieuwe kijk op de zwaartekracht
Een nieuwe kijk op de zwaartekracht
 
141007 quantumfysica
141007   quantumfysica141007   quantumfysica
141007 quantumfysica
 
Emergente zwaartekracht en het donkere heelal
Emergente zwaartekracht en het donkere heelalEmergente zwaartekracht en het donkere heelal
Emergente zwaartekracht en het donkere heelal
 
130423 quantumfysica en elemtaire deeltjes
130423   quantumfysica en elemtaire deeltjes130423   quantumfysica en elemtaire deeltjes
130423 quantumfysica en elemtaire deeltjes
 
10 snelle-neutrinos
10 snelle-neutrinos10 snelle-neutrinos
10 snelle-neutrinos
 
130516 snaartheorie
130516   snaartheorie130516   snaartheorie
130516 snaartheorie
 

College 2: Thermodynamica