Физические основы механики. Статистическая физика и термодинамика

 

1. Материальная точка. Тело отсчета, система отсчета. Кинематические характеристики движения. Кинематическое уравнение движения. Скорость при криволинейном движении.

2. Три закона Ньютона, следствия из них. Инерциальные системы отсчета. Механические принципы относительности. Преобразование Галилея.

3. Механическая энергия. Кинетическая и потенциальная энергия.

4. Закон сохранения механической энергии.

5. Механическая работа постоянной и переменной сил. Понятие о консервативных силах. Мощность.

6. Закон сохранения и изменения импульса системы тел (доказательство в общем виде).

7. Закон сохранения и изменения импульса системы тел (вывод). Применение закона в технике.

8. Неинерциальные системы отсчета. Сила инерции. Принцип
Д’ Аламбера.

9. Ускорение при криволинейном движении. Касательное и нормальное ускорение.

10. Вращательное движение, его характеристики. Угловая скорость, угловое ускорение. Связь между угловыми и линейными характеристиками движения.

11. Основные понятия динамики вращательного движения (момент силы, момент инерции, момент импульса). Вывод основного уравнения динамики вращательного движения для материальной точки.

12. Вывод основного уравнения динамики вращательного движения для твердого тела. Следствия из уравнения. Теорема Штейнера.

13. Работа и энергия при вращательном движении.

14. Гармоническое колебательное движение. Три способа представления колебательного движения. Скорость и ускорение при колебательном движении. Основное уравнение динамики.

15. Сложение одинаково направленных колебаний равного периода. Понятие о биениях.

16. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний равного периода.

17. Затухающие колебания (уравнение динамики и смещения, параметр затухания, логарифмический декремент, график). Апериодический режим.

18. Вынужденные колебания (уравнение динамики и смещения, график). Понятие о резонансе.

19. Уравнение амплитуды вынужденных колебаний. Частные случаи этого уравнения.

20. Физический, математический и пружинный маятники.

21. Интерференция волн. Принцип Гюйгенса. Принцип суперпозиции волн. Условия минимума и максимума интерференции.

22. Продольный эффект Доплера. Его применение в технике.

23. Волны в упругих средах. Продольные и поперечные волны, их скорости. Фронт волны, луч, длина волны.

24. Вывод уравнения бегущей волны.

25. Статистический и термодинамический методы исследований.

26. Термодинамическое состояние. Термодинамические процессы (равновесные, неравновесные, обратимые, необратимые).

27. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ. Параметры газа.

28. Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеальных газов.

29. Следствия из основного уравнения молекулярно-кинетической теории газа.

30. Закон Менделеева – Клапейрона.

31. Средняя квадратичная скорость молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры.

32. Число степеней свободы. Принцип равнораспределения энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.

33. Работа, энергия, теплота с точки зрения термодинамики. Термодинамические параметры.

34. Первое начало термодинамики, его применение к изопроцессам.

35. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.

36. Работа при адиабатическом процессе.

37. Классическая теория теплоемкости газа. Уравнение Майера.

38. Границы применимости закона распределения энергии и понятие о квантовании энергии вращения и колебания молекул.

39. Статистический метод описания свойств тел. Закон распределения молекул по скоростям и энергиям теплового движения (Максвелла).

40. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.

41. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

42. Явление переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения.

43. Круговой процесс (цикл). Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно. КПД. тепловой машины, работающей по циклу Карно.

44. Второе начало термодинамики. Энтропия идеального газа. Статистическое толкование второго начала термодинамики.

45. Уравнение состояния реального газа (Ван-дер-Ваальса). Физический смысл поправок.

46. Изотермы Ван-дер-Ваальса, сравнение их с экспериментальными изотермами.

47. Внутренняя энергия реального газа.

48. Фазовые переходы первого и второго рода. Критическое состояние вещества.