Молекулярная физика и термодинамика

Рабочая программа

МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ. Термодинамические системы. Статистический и термодинамический методы. Состояние системы. Параметры состояния. Равновесное и неравновесное состояния. Равновесный и неравновесный процессы. Уравнение состояния. Тепловое движение молекул. Броуновское движение. Взаимодействие молекул. Идеальный газ как термодинамическая система. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.

Молекулярно-кинетическая модель идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Молекулярно-кинетический смысл термодинамической температуры. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа.

ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям и энергиям теплового движения молекул. Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.

СТОЛКНОВЕНИЯ МОЛЕКУЛ И ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗАХ. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Явления переноса в термодинамически неравновесных системах. Опытные законы диффузии, теплопроводности и внутреннего трения. Молекулярно-кинетическая теория этих явлений.

РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ. Отступление от законов идеальных газов. Размеры молекул. Взаимодействие молекул. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Сравнение изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными. Критическое состояние. Критические параметры. Области однофазных и двухфазных состояний. Внутренняя энергия реального газа.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Термодинамические понятия внутренней энергии, работы и количества теплоты. Работа газа при изменении его объема. Количество теплоты. Теплоемкость. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам и адиабатическому процессу. Зависимость теплоемкости идеального газа от вида процесса. Классическая молекулярно-кинетическая теория теплоемкостей идеальных газов. Циклы. Тепловые двигатели и тепловые машины, их КПД. Цикл Карно и его КПД. Второе начало термодинамики. Энтропия. Необратимые процессы. Статистический смысл второго начала термодинамики.

Библиографический список

1. Савельев, И.В. Курс общей физики: Т.1 / И.В. Савельев. - М.: Наука, 1986.– 432 с.

2. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. - М.: Высшая школа, 2004. - 542 с.

3. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - М.: Высшая школа, 2001. – 718 с.

4. Трофимова, Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями / Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова. - М.: Высшая школа, 2004. – 591 с.

МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ