Раздел 2. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ

 

Предмет статистической (молекулярной) физики и термодинамики.

 

Тема 6. Макроскопические состояния

6.1. Тепловое движение. Макроскопические параметры. Равновесные состояния и процессы, их изображения на термодинамических диаграммах. Интенсивные и экстенсивные параметры.

6.2. Идеальный газ. Уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов для давления. Средняя кинетическая энергия молекул. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры.

6.3. Уравнение состояния идеального газа (Менделеева - Клапейрона). Изопроцессы и их уравнения. Законы Дальтона и Авогадро.

6.4. Число степеней свободы молекул. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул.

6.5. Закон Максвелла для распределения молекул по скоростям и энергиям теплового движения. Средняя арифметическая и наиболее вероятная скорости теплового движения молекул.

6.6. Барометрическая формула. Распределение Больцмана для частиц во внешнем силовом поле.

6.7. Эффективное сечение рассеяния. Среднее число столкновений и длина свободного пробега молекул.

6.8. О явлениях переноса в термодинамических неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Молекулярно-кинетическая теория этих явлений.

 

Тема 7. Основы термодинамики и ее связь с молекулярно-кинетической теорией идеальных газов

7.1. Внутренняя энергия. Количество теплоты. Работа газа при изменении его объема. Первое начало термодинамики.

7.2. Теплоемкость многоатомных газов. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса.

7.3. Применение 1-го начала термодинамики к изопроцессам и адиабатическому процессу идеального газа.

7.4. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс (цикл). Тепловые двигатели и холодильные машины.

7.5. Цикл Карно. Максимальный кпд тепловой машины. Независимость кпд цикла Карно от природы рабочего тела. Второе начало термодинамики.

7.6. Энтропия, ее статистическое толкование. Порядок и беспорядок в природе. Энтропия и второе начало термодинамики. Третье начало термодинамики (теорема Нернста). Термодинамические функции состояния.

7.7. Отступление от законов идеальных газов. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые превращения. Условия равновесия фаз. Критическое состояние (точка).

7.8. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля - Томпсона.

7.9. Фазовые переходы I и II рода. Диаграммы состояния. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса.

7.10. Макросистемы вдали от равновесия. Идеи синергетики.

 

Список литературы

 

Основная литература

 

1. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2003.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Изд.центр «Академия», 2003.

3. Савельев И.В. Курс физики. Т.1-3. – М.: Наука, 1989.

4. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. - М.: Высшая школа, 1977.

 

 

Электронная учебно – методическая литература

1. Козел С.М., Соболева Н.Н. Учебный компьютерный курс «Открытая физика 1.1». Долгопрудный: ООО «ФИЗИКОН», 2001.

Дополнительная литература

 

1. Суханов Л.Д. Фундаментальный курс физики. – М.: Агор, 1996, Т.1.

2. Орир Дж. Физика. Т.1-2. – М.: Мир, 1981, т.1-2.

3. Бордовский Г.А., Бурсиан Э.В. Общая физика: Курс лекций. Т.1,2. – М.: Владос. Пресс, 2001.

4. Кибец И.Н., Кибец В.И. Физика: Справочник. - Харьков: Фолио, 1997.

5. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. – М.: Наука, 1988.

6. Бутиков Е.Н. Оптика. – М.: Высшая школа, 1987.

7. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. – М.: Наука, 1980.

8. Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции (синергетический подход). – М.: Эдиториал УРСС, 2001.

9. Мотылева Л.С., Скоробогатов В.А., Судариков А.М. Концепции современного естествознания. – СПб.: Союз, 2000.

Сборники задач

 

1. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики. – М.: Высшая школа, 1996.

2. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: Изд-во физ.-мат. литературы, 2003.

3. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. – М.: Высшая школа, 1995.

4. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – СПб.: Книжный мир, 2004.

5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. – М.: Наука, 1988.

6. Волкова Е.А., Попов А.М., Рахимов А.Т. Квантовая механика на персональном компьютере. – М.: УРСС, 1995.