Молекулярная физика и термодинамика

Термодинамические системы. Идеальный газ.

Статистический и термодинамический (ТД) методы изучения макроскопических явлений. Тепловое движение молекул. Броуновское движение. Взаимодействие молекул. Основные положения МКТ. ТД система. Состояние ТД системы, параметры состояния. Равновесное и неравновесное состояния. Равновесный и неравновесный процессы. Работа, совершаемая газом при изменении объёма. Внутренняя энергия. Уравнение состояния идеального газа. Барометрическая формула.

Физические основы молекулярно-кинетической теории.

Идеальный газ как молекулярно-кинетическая модель реальных газов. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы и её связь с температурой. Число степеней свободы и средняя энергия многоатомной молекулы.Равнораспределение энергии молекул по степеням свободы.

Внутренняя энергия и теплоёмкость идеального газа.

Распределение молекул газа по скоростям. Функция распределения. Распределения Максвелла. Вероятностный характер закона распределения. График распределения Максвелла. Наиболее вероятная, средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости молекул.

Распределение Больцмана. Распределение Максвелла-Больцмана.

Основы термодинамики.

Метод термодинамики. Термодинамические функции состояния. Изопроцессы. Адиабатический процесс, показатель адиабаты, уравнение Пуассона. Политропический процесс, уравнение политропы. Работа газа в различныхизопроцессах. Основные законы термодинамики. Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики, формулировки Клаузиуса, Томсона.

Тепловой двигатель. Круговые процессы. Цикл Карно, кпд Карно.

Явления переноса.

Длина свободного пробега молекулы. Тепловое движение и связанный с ним перенос массы, импульса и энергии. Диффузия, вязкость и теплопроводность в газах. Экспериментальные законы диффузии, вязкости и теплопроводности;молекулярно-кинетический коэффициенты диффузии, вязкости и теплопроводности.

 

Энтропия. Агрегатные состояния, фазовые переходы.

Статистический вес ТД системы. Обратимый и необратимый процессы. Энтропия, свойства энтропии. Изменение энтропии. Отступление от законов идеальных газов. Классическая и квантовая статистика; Фазовые переходы, основные характеристики и закономерности агрегатных состояний и фазовых переходов. Размеры молекул. Взаимодействие молекул.

 

Литература

Основная

1. Савельев И.В., Курс общей физики.– М., Наука, 1977 – 1979. – т. 1.

2. Зисман Г. А., Тодес О. М., Курс общей физики. – М., Наука, 1972 – 1974. – т. 1.

3. Детлаф А. А., Яворский Б. М., Курс физики. – М., Высшая школа, 1973 – 1979. – т. 1.

Дополнительная

4. Кикоин И. К., Кикоин А. К., Молекулярная физика.– М., Наука,

1976.

5. Чертов А. Г. Единицы физических величин. – М., Высшая школа, 1977.