MECÂNICA ESTATÍSTICA DE SISTEMAS EM EQUILÍBRIO

O principal objetivo do texto é apresentar a transição da Termodinâmica para a Mecânica Estatística a alunos de graduação, tanto dos cursos de Física como de áreas afins, como as Engenharias e a Química. As investigações de Clausius e Maxwell, ao final do século XIX, sobre o comportamento de sistemas macroscópicos compostos por moléculas ou partículas - os gases moleculares - e, posteriormente, os trabalhos de Boltzmann e Gibbs, sem hipóteses ou modelos teóricos explícitos sobre as interações entre as partículas constituintes de um sistema, originaram uma descrição estatística dos sistemas gasosos constituídos por muitas partículas: a Mecânica Estatística. Após uma breve revisão de alguns elementos da teoria de probabilidades e dos principais conceitos e leis da Termodinâmica, ressaltando-se aqueles como entropia, calor específico e potencial químico, mostra-se o limite que se pode alcançar, aliando-se a Termodinâmica à hipótese atômica da matéria e ao comportamento quântico das partículas. Depois dos três primeiros capítulos introdutórios, a partir da definição de entropia de Boltzmann, são deduzidas as distribuições especiais de Maxwell-Boltzmann, Planck, Fermi-Dirac e Bose-Einstein e, então, as propriedades dos gases ideais são formalmente estabelecidas. Utilizando-se do método dos ensembles de Gibbs, são apresentados, ainda, os principais fenômenos e sistemas abordados nos cursos de graduação como o paramagnetismo em cristais e a radiação de corpo negro, além dos sistemas degenerados de férmions relativísticos em uma estrela anã branca e os os bósons massivos não relativísticos na condensação de Bose-Einstein. O livro se encerra com uma breve introdução aos métodos avançados de abordagem da Mecânica Estatística, como os de Jaynes e de Neumann-Landau. Os autores