Пояснення до робочої програми

Приступаючи до вивчення розділу «Основи молекулярної фізики і термодинаміки», студенти повинні усвідомити, що існують два якісно різні і взаємодоповнюючі методи дослідження фізичних властивостей макроскопічних систем – статистичний (молекулярно-кінетичний) і термодинамічний. Молекулярно-кінетичний метод дослідження лежить в основі молекулярної фізики, термодинамічний – в основі термодинаміки. Молекулярно-кінетична теорія є найважливішою теорією, що дозволяє з однієї точки зору розглянути найрізноманітніші явища в усіх станах речовини, розкрити фізичну сутність цих явищ і теоретичним шляхом вивести численні закономірності, відкриті експериментально, ті, що набули великого практичного значення.

При вивченні молекулярно-кінетичної теорії слід усвідомити, що властивості величезної сукупності молекул відмінні від властивостей кожної молекули окремо, і властивості макроскопічної системи в кінцевому рахунку визначаються властивостями частинок системи, особливостями їхнього руху і середніми значеннями кінематичних характеристик руху частинок, тобто їхніми швидкостями, енергіями і т.п.

На відміну від молекулярно-кінетичної теорії, термодинаміка не вивчає конкретно молекулярні взаємодії, що відбуваються з окремими атомами або молекулами, а розглядає взаємоперетворення і зв’язок різних видів енергії, теплоти і роботи. Термодинаміка базується на двох дослідних законах, що дозволяють описувати фізичні явища, пов’язані з перетворенням енергії макроскопічним шляхом.

При вивченні основ термодинаміки студент повинен чітко засвоїти такі поняття, як термодинамічна система, термодинамічні параметри (параметри стану), рівноважний стан, рівняння стану, термодинамічний процес, внутрішня енергія, ентропія і т.д.

Контрольна робота № 2 побудована таким чином, що вона дає можливість перевірити знання студентів з основних питань цього розділу.

У задачах на тему «Основи молекулярно-кінетичної теорії» увагу приділено таким питанням програми, як рівняння Менделєєва-Клапейрона, рівняння молекулярно-кінетичної теорії, середні кінетичні енергії поступального й обертального руху молекул, середня довжина вільного пробігу й середнє число зіткнень, явища переносу.

Задачі на тему «Основи термодинаміки» охоплюють такі важливі співвідношення і поняття, як перший закон термодинаміки, внутрішня енергія, робота при різних ізопроцесах і адіабатичному процесі. Включені також задачі, що дозволяють вивчити і зрозуміти такі питання, як другий закон термодинаміки і ентропія ідеального газу, що є, на відміну від кількості теплоти, функцією стану. У роботі представлені задачі на визначення ККД циклу Карно, зміну ентропії, на рівняння Ван-дер-Ваальса, що пояснює відмінність властивостей реальних газів від ідеальних.