درس 5 ترمودینامیک آماری سه کاربرد مختلف ترمودینامیک آماری غیرتعادلی را بررسی می کند. اولین مورد، رفتار حمل و نقل گازهای ایده آل، با برخی بحث از انتقال در گازها و مایعات متراکم است. این کار با تخمین های ساده از خواص انتقال گاز ایده ها شروع می شود. سپس معادله بولتزمن را معرفی می کند و راه حل چپمن-انسکوگ آن معادله را برای به دست آوردن خواص انتقال توصیف می کند. این با بحث در مورد منابع عملی خواص حمل و نقل بسته می شود. روش های طیف سنجی به عنوان راهی برای تعیین حالت ترمودینامیکی یک سیستم به طور فزاینده ای رایج شده اند. در اینجا مفاهیم اساسی موضوع را ارائه می کنیم و چگونگی استفاده از طیف سنجی را برای تعیین خواص ترمودینامیکی و جریان بررسی می کنیم. سینتیک های شیمیایی در انواع کاربردهای سیال/حرارتی از جمله احتراق، کیفیت هوا، سلول های سوختی و پردازش مواد مهم هستند. در اینجا ما اصول سینتیک شیمیایی را با تمرکز ویژه بر احتراق پوشش می دهیم. با تعاریفی از جمله سرعت واکنش و ثابت سرعت واکنش شروع می شود. سپس روش‌هایی را برای تعیین ثابت‌های سرعت واکنش بررسی می‌کند. سپس، سیستم‌های واکنش‌ها یا مکانیسم‌های واکنش، از جمله اکسیداسیون هیدروژن و سوخت‌های هیدروکربنی مورد بررسی قرار می‌گیرند. در نهایت، ابزارهای محاسباتی برای انجام محاسبات جنبشی بررسی می‌شوند.

درس 3 ترمودینامیک آماری، گازهای ایده آل، رفتار سیستم ها را در زمانی که نیروهای بین مولکولی مهم نیستند، بررسی می کند. این کار با ارزیابی توابع پارتیشن مناسب برای حرکت انتقالی، چرخشی، ارتعاشی و/یا الکترونیکی انجام می شود. ما با گازهای ایده آل خالص از جمله گونه های تک اتمی، دو اتمی و چند اتمی شروع می کنیم. سپس مخلوط‌های گازی ایده‌آل بدون واکنش و واکنش‌دهنده را مورد بحث قرار می‌دهیم زیرا هر دو کاربردهای صنعتی زیادی دارند. روش‌های محاسباتی برای محاسبه خواص تعادلی معرفی شده‌اند. ما همچنین منابع عملی خواص گاز ایده آل را مورد بحث قرار می دهیم. جالب اینجاست که علاوه بر گازهای معمولی با چگالی کم، فوتون‌ها و الکترون‌ها در فلزات را می‌توان به‌گونه‌ای توصیف کرد که انگار گازهای ایده‌آلی هستند و بنابراین ما آنها را مورد بحث قرار می‌دهیم.

درس 4 ترمودینامیک آماری به گازها، مایعات و جامدات متراکم می پردازد. با افزایش چگالی گاز، نیروهای بین مولکولی شروع به تأثیر بر رفتار می کنند. برای انحرافات کوچک از رفتار گاز ایده آل، که به عنوان حد گاز متراکم شناخته می شود، می توان با استفاده از مفهوم یک انتگرال پیکربندی، تغییری در تابع تقسیم، تغییر خواص را تخمین زد. این منجر به توسعه معادلات حالت می شود که انبساط چگالی از حد گاز ایده آل هستند. توابع انرژی پتانسیل بین مولکولی معرفی می‌شوند و بررسی می‌شود که چگونه بر رفتار P-V-T تأثیر می‌گذارند. با افزایش چگالی، انتقال به حالت مایع وجود دارد. ما با بررسی پایداری یک سیستم ترمودینامیکی در برابر اغتشاشات کوچک بررسی می کنیم که آیا این انتقال صاف است یا ناگهانی. سپس بحث مختصری در مورد تعیین خواص ترمودینامیکی مایعات با استفاده از مفهوم تابع توزیع شعاعی (RDF) و چگونگی ارتباط این تابع با خواص ترمودینامیکی ارائه می‌کنیم. در نهایت، ما دو مدل ساده از جامدات کریستالی را بررسی می کنیم.