Основы молекулярной физики и термодинамики

 

Молекулярно-кинетическая теория газов

Статистический и термодинамический методы. Термодинамические параметры. Уравнение состояния идеального газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Внутренняя энергия идеального газа.

Статистика Максвелла – Больцмана

Распределение Максвелла. Средняя кинетическая энергия частиц. Скорость теплового движения частиц. Распределение Больцмана.

Первое начало термодинамики

Обратимые и необратимые тепловые процессы. Работа расширения газа. Первое начало термодинамики. Теплоемкость газов. Процессы в газах. Применение I-го начала термодинамики к изопроцессам и адиабатному процессу идеального газа.

Второе начало термодинамики

Тепловые машины. Круговой процесс (цикл). Цикл Карно. КПД тепловой машины. Энтропия. Второе начало термодинамики. Статистический смысл второго начала термодинамики.

Явления переноса

Понятие о физической кинетике. Эффективные сечения рассеяния. Длина свободного пробега. Явления диффузии, вязкости, теплопроводности. Коэффициент диффузии, коэффициент теплопроводности, вязкости.

Реальные газы

Отступления от законов идеального газа. Реальные газы. Уравнения Ван-дер-Вальса. Изотермы Ван-дер-Вальса.

 

СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ (6 часов)

 

1.Элементы кинематики поступательного и вращательного движения – 2 ч.

2.Динамика поступательного и вращательного движения – 2 ч.

3.Основы молекулярно – кинетической теории и термодинамики – 2 ч.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ (12 часов)

Перечень лабораторных работ:

 

М-00 Определение линейных величин и углов.

М-02 Определение средней силы сопротивления грунта забивке сваи на модели копра.

М-03 Определение модуля Юнга из растяжения на приборе Лермонтова.

М-04 Определение модуля Юнга по изгибу.

М-05 Определение коэффициента теплопроводности воздуха.

М-07 Определение момента инерции тела из крутильных колебаний.

М-08 Определение момента инерции тела и проверка теоремы Штейнера.

М-09 Проверка основного закона динамики вращательного движения на крестообразном маятнике.

М-10 Проверка закона сохранения момента импульса.

М-12 Определение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекулы воздуха.

М-13 Определение коэффициента внутреннего трения методом Пуазейля.

М-14 Определение момента силы трения при помощи машины Атвуда.

М-15 Определения отношения удельной теплоемкости газов при постоянном давлении к теплоемкости при постоянном объеме способом Клемана и Дезорма.

М-17 Упругий и неупругий удар шаров.

М-18 Определение модуля сдвига методом колебаний.

М-19 Определение коэффициентов силы трения, скольжения.

М-20 Экспериментальное определение функции распределения плотности вероятности случайных величин.

М-21 Определение скорости полета пули при помощи баллистического крутильного маятника.

М-23 Изучение законов динамики на машине Атвуда.

М-27 Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда.

 

Примечание: название лабораторных работ, их число и последовательность выполнения определяются маршрутом и календарным планом.

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

 

1. Методические указания к лабораторным работам, изд. ТПУ.

2. Физические основы механики. Методические указания по решению задач для студентов заочного обучения. – Томск, изд.ТПУ, 1997г. – 20с.

3. Основы молекулярной физики и термодинамики. Учебное пособие по решению задач. – Томск, изд.ТПУ, 2000г.

4. Рабочие тетради.