Молекулярная физика и термодинамика

Термодинамические системы. Идеальный газ. Молекулярно-кинетический и термодинамический методы. Тепловое движение молекул.

Взаимодействие молекул. Состояние системы. Параметры системы. Равновесные и неравновесные состояния и процессы. Уравнение состояния идеального газа. Опытные газовые законы (изотермический, изохорный, изобарный). Работа, совершаемая газом при изменении объема.

Физические основы молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетическая модель идеального газа. Энергия поступательного движения молекулы и ее связь с температурой. Число степеней свободы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степени свободы. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа.

Распределение молекул газа по скоростям. Распределение Максвелла. Характеристические скорости молекул газа (наиболее вероятная, средняя арифметическая, средняя квадратичная). Идеальный газ в поле сил тяжести. Распределение Больцмана. Столкновение между молекулами. Эффективный диаметр молекулы. Средняя длина свободного пробега.

Явления переноса. Тепловое движение и связанный с ними перенос массы, импульса и энергии. Диффузия, вязкость и теплопроводность в газах. Экспериментальные законы диффузии, вязкости и теплопроводности. Молекулярно-кинетический расчет коэффициентов переноса.

Основы термодинамики. Метод термодинамики. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам. Второе начало термодинамики. Круговые процессы. Тепловые двигатели. Цикл Карно.

Энтропия. Приведенная теплота и понятие энтропии. Изменение энтропии при необратимых процессах. Статистический смысл второго начала термодинамики. Флуктуация параметров состояния. Тепловая теорема Нернста.

Реальные газы. Отступление от законов идеального газа. Влияние собственного объема и взаимодействия молекул. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Изотермы Ван-дер-Ваальс. Критическое состояние. Характеристика однофазных и двухфазных состояний в координатах P-V. Внутренняя энергия реального газа.

Жидкости. Ближний порядок в жидкости. Характер теплового движения молекул жидкости. Радиус молекулярного действия. Поверхностный слой жидкости. Поверхностное натяжение. Явление смачивания. Краевой угол. Капиллярные явления.

Твердые тела. Дальний порядок в твердых телах. Характер теплового движения молекул в твердых телах. Кристаллические и аморфные тела. Тепловое расширение и теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Понятие фазы. Кристаллизация и плавление. Испарение и конденсация. Теплота фазового перехода. Диаграмма состояния. Тройная точка.

3 Рекомендуемая литература

Основная

1. Савельев И. В. Курс общей физики. Т.1. – М.: Наука, 1989. – 520 с.

2. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989. – 608 с.

3. Трофимова Т. И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1990. – 478 с.

4. Чертов А. Г., Воробьев А. А. Задачник по физике. – М.: Высшая школа, 1988. – 526 с.

5. Трофимова Т. И. Сборник задач по курсу физики. – М.: Высшая школа, 1991. – 303 с.

Дополнительная

1. Волькенштейн В. С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1985. – 381 с.

2. Савельев И. В. Сборник задач и вопросов по общей физике. – М.: Наука, 1988. – 288 с.

3. Чертов А. Г. Физические величины. – М.: Высшая школа, 1990. – 315 с.

4. Сена Л. И. Единицы физических величин и их размерности. – М.: Наука, 1988. – 432 с.

5. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. – М.: Наука, 1990. – 624 с.

6. Кухлинг Х. Справочник по физике. – М.: Мир, 1985. – 520 с.