|
Читайте также: |
(2009-2010 учебный год)
МОДУЛЬ I
1-я неделя (2 часа)
1. Главное достижение физики. Основные положения МКТ, их опытное обоснование.
2. Предмет молекулярной физики.
3. Тепловое движение с точки зрения МКТ, его специфичность, связанная с масштабом физических величин в молекулярной теории (на самостоятельное изучение).
2-я неделя (2 часа)
4. Массы и размеры молекул. Число Авогадро. Число атомов в веществе.
5. Статистический подход к описанию молекулярных явлений. Состояние системы. Термодинамическое равновесие. Параметры состояния. Процессы в термодинамике.
6. Понятие температуры. Термометрическое тело. Температурные шкалы. Идеально-газовый термометр (на самостоятельное изучение).
3-я неделя (2 часа)
7. Идеальный газ как модель. Уравнение состояния идеального газа. Молярная газовая постоянная. Постоянная Больцмана.
8. Основное уравнение МКТ. Средняя квадратичная скорость. Энергия теплового движения молекул.
9. Внутренняя энергия системы.
4-я неделя (2 часа)
10. Первое начало термодинамики (на самостоятельное изучение).
11. Работа в термодинамике.
12. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Уравнение Роберта Майера.
Модуль II
5-я неделя (2 часа)
13. Уравнение адиабаты идеального газа.
14. Политропические процессы.
15. Работа идеального газа при различных процессах (на самостоятельное изучение).
6-я неделя (2часа)
16. Средняя энергия молекул. Закон равнораспределения энергии.
17. Число степеней свободы.
18. Теплоемкость идеального газа. Теория и эксперимент.
7-я неделя (2 часа)
19. Статистические закономерности при движении молекул.
20. Распределение молекул по скоростям (одномерное и объемное).
21. Распределение молекул по модулям скоростей.
8-я неделя (2 часа)
22. Характерные скорости молекул. Экспериментальная проверка распределения Максвелла. Опыт Штерна (на самостоятельное изучение).
23. Барометрическая формула.
24. Распределение Больцмана.
МОДУЛЬ III
9-я неделя (2 часа)
25. Вероятность распределения молекул в сосуде (пример). Необратимость тепловых процессов.
26. Микро- и макросостояния системы. Статистический вес. Энтропия. Второе начало термодинамики.
27. Энтропия идеального газа. Формулировка Клаузиуса и Томсона второго начала термодинамики.
10-я неделя (2 часа)
28. Тепловой двигатель. Цикл Карно.
29. Реальные газы. Уравнение Ван –дер- Ваальса.
30. Внутренняя энергия реального газа (на самостоятельное изучение)..
11-я неделя (2 часа)
31. Критическая точка.
32. Строение жидкостей.
33. Поверхностное натяжение.
34. Давление под изогнутой поверхностью жидкости.
12-я неделя (2 часа).
35. Явления на границе раздела жидкости и твердого тела.
36. Капиллярные явления.
37. Твердые тела. Трансляционная симметрия.
МОДУЛЬ IV
13-я неделя (2 часа).
38. Типы кристаллических решеток (на самостоятельное изучение)..
39. Физические типы кристаллических решеток.
40. Жидкие кристаллы.
14-я неделя (2 часа).
41. Явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость).
42. Средняя длина свободного пробега.
43. Диффузия в газах.
15-я неделя (2 часа)
44. Теплопроводность газов.
45. Вязкость газов.
46. Испарение и конденсация.
16-я неделя (2 часа)
47. Равновесие жидкости и насыщенного пара.
48. Критическое состояния.
49. Плавление и кристаллизация.
17-я неделя (2 часа)
50. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
51. Тройная точка. Диаграмма состояния.
Методические рекомендации студентам по самостоятельной работе.
Вопросы, вынесенные на самостоятельное изучение по курсу
«Молекулярная физика»
1. Тепловое движение с точки зрения МКТ, его специфичность, связанная с масштабом физических величин в молекулярной теории.
Тепловое движение – это непрерывное хаотическое движение атомов и молекул макроскопических тел.
2. Работа в термодинамике.
Работа численно равна площади под графиком зависимости давления газа от его объема.
3. Характерные скорости молекул. Экспериментальная проверка распределения Максвелла. Опыт Штерна.
4. Барометрическая формула.
Барометрическая формула описывает зависимость давления газа в поле силы тяжести от высоты.
5. Внутренняя энергия реального газа.
Внутренняя энергия реального газа кроме температуры зависит еще от его объема.
6. Твердые тела. Трансляционная симметрия.
В кристаллических телах существует дальний порядок и с этим связано их свойство анизотропии физических свойств.
7. Типы кристаллических решеток.
Физические типы кристаллических решеток. Существует четыре типа кристаллических
ЛИТЕРАТУРА
Основная литература.
1. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. Пособие для втузов. В 5 кн.. Кн. 3. Молекулярная физика и термодинамика. – М.: ООО «Издательство Астрель», ООО «Издательство АСТ», 2001.
2. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Молекулярная физика и термодинамика. Т.2. М.: Наука, 1990.
3. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976.
4. Иродов И.Е. Задачи по общей физике: Учеб. пособие. – 2-е изд. Перераб. – М.: Наука. Гл. ред.физ.-мат. Лит., 2004.
5. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике: Учеб. Пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений. М.: ООО «Издательство Астрель», ООО «Издательство АСТ», 2005.
6. Сборник качественных вопросов и задач по общей физике. Бабаджан Е.И. и др. М.: Наука, 1990.
Дополнительная литература
1. Иродов И.Е. Физика макросистем. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.
2. А.Н. Матвеев. Молекулярная физика. М.; Высшая школа, 1987.
3. Рейф Ф. Статистическая физика. Берклеевский курс физики. Т. 5. М.; Наука,1986.
4. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Вып.4. Кинетика. Теплота. Звук. М.; Мир, 1977.
Глоссарий
1. Количество вещества – количество структурных элементов в теле.
2. Термодинамический метод - раздел физики, изучающий свойства макроскопических систем на основе термодинамического метода.
3. Статистический метод – метод, который описывает свойства тел как результат суммарного действия большого числа составляющих это тело структурных элементов.
4. Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, способных взаимодействовать и обмениваться энергией как друг с другом, так и не с входящими в систему телами.
5. Термодинамические параметры – совокупность однозначно определяющих состояние системы физических величин.
6. Термодинамический процесс – переход термодинамической системы из одного состояния в другое.
7. Равновесный или квазистатический процесс – непрерывная последовательность бесконечно близких равновесный состояний.
8. Закон Максвелла – статистический закон, которому подчиняется стационарное распределение молекул идеального газа, находящегося в состоянии равновесия, по скоростям.
9. Функция распределения – скалярная функция от модуля скорости молекул, произведение значения которой в каждой точке пространства скоростей на длину бесконечно малого участка скоростей равно доле молекул, имеющих скорости в определенном интервале скоростей.
10. Закон распределения молекул идеального газа по кинетическим энергиям – статистический закон, устанавливающий долю молекул, значения кинетических энергий которых заключены в определенном интервале.
11. Барометрическая формула – закон изменения давления находящегося в однородном поле силы тяжести идеального газа с высотой.
12. Распределение Больцмана – распределение концентраций молекул идеального газа во внешнем потенциальном поле.
13. Длина свободного пробега – путь, который проходит молекула газа между двумя последовательными соударениями.
14. Эффективный диаметр молекулы – минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры двух молекул.
15. Явления переноса – происходящие в неравновесных термодинамических системах явления, при которых происходит перенос в пространстве каких-либо физических характеристик.
16. Теплопроводность – явление постепенного выравнивания температуры по всему объему тела, вызванное переносом молекулами газа своей кинетической энергии.
17. Поток какой-либо физической величины – количество этой величины, проходящее в единицу времени через некоторую поверхность.
18. Диффузия – обусловленное тепловым движением молекул самопроизвольное выравнивание концентраций в смеси.
19. Внутреннее трение (вязкость) – свойство газообразных и жидких веществ оказывать сопротивление перемещению одной части вещества относительно другой.
20. Внутренняя энергия термодинамической системы – физическая величина, равная сумме энергий теплового движения микрочастиц системы и энергии взаимодействия этих частиц.
21. Число степеней свободы – наименьшее число независимых переменных, которые необходимо задать для того, чтобы полностью определить положение тела в пространстве.
22. Закон Больцмана о равнораспределении энергии по степеням свободы – на каждую поступательную и вращательную степень свободы приходится в среднем кинетическая энергия равная 
kT, а на каждую колебательную степень свободы – в среднем энергия, в два раза большая.
23. Внутренняя энергия идеального газа равна сумме только кинетических энергий его молекул.
24. Работа в молекулярной физике - физическая величина, равная энергии, передаваемой этой системе внешними телами в процессе совершения работы.
25. Теплообмен – процесс обмена энергией между термодинамической системой и материальными объектами, который не сопровождается изменением внешних параметров состояния системы.
26. Количество теплоты – физическая величина, равная энергии, получаемой термодинамической системой в ходе теплообмена.
27. Первое начало термодинамики – количество тепла, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение системой работы над внешними телами.
28. Вечный двигатель первого рода – двигатель, который совершал бы большую работу, чем сообщенная ему извне энергия.
29. Теплоемкость тела – количество теплоты, необходимое для нагревания вещества на один градус.
30. Удельная теплоемкость – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на один градус.
31. Молярная теплоемкость – количество теплоты, необходимое для нагревания одного моля вещества на один градус.
32. Адиабатный процесс – процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой.
33. Адиабата – линия, изображающая адиабатный процесс на графике.
34. Политропный процесс – процесс, происходящий при постоянной теплоемкости.
35. Обратимый процесс – физический процесс, после совершения которого физической системой существует возможность ее возврата в исходное состояние таким образом, что во всех материальных объектах, окружающих эту систему, не происходит никаких изменений.
36. Круговой процесс (цикл) – процесс, в результате которого система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное состояние.
37. Тепловой двигатель – двигатель, совершающий механическую работу за счет полученной от внешних тел теплоты.
38. Термостат – термодинамическая система, которая может обмениваться теплотой с телами без изменения температуры.
39. Коэффициент полезного действия теплового двигателя - величина, равная отношению совершенной за цикл работы к количеству теплоты, полученной от нагревателя.
40. Цикл Карно – обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических процессов и двух адиабатных процессов.
41. Приведенное количество теплоты – отношение количества теплоты, сообщенное термодинамической системе, к термодинамической температуре этого процесса.
42. Энтропия – функция состояния термодинамической системы, дифференциал которой равен 
.
43. Неравенство Клаузиуса – энтропия изолированной системы не убывает ни при каких совершаемых ею процессов.
44. Принцип возрастания энтропии – любые процессы в изолированной системе увеличивают энтропию системы.
45. Микросостояние системы – микрораспределение частиц системы по координатам и скоростям.
46. Термодинамическая вероятность состояния системы – число возможных микросостояний, при которых осуществляется данное макросостояние.
47. Вечный двигатель второго рода – воображаемый периодически действующий двигатель, который получает тепло от одного источника и превращает это тепло полностью в работу.
48. Второе начало термодинамики:
формулировка Клаузиуса – невозможны такие процессы, единственным конечным результатом которых был бы переход тепла лт тела менее нагретого к телу более нагретому.
формулировка Кельвина – невозможен процесс, единственным результатом которого является совершение работы за счет охлаждения одного тела.
статистическая формулировка – энтропия изолированной системы не может убывать при любых происходящих в ней процессах.
49. Статистическое толкование второго начала термодинамики - изолированная термодинамическая система при любых, происходящих в ней процессах развивается таким образом, что термодинамическая вероятность каждого последующего ее состояния больше или равна термодинамической вероятности предыдущего состояния.
50. Третье начало термодинамики – энтропия всех тел в состоянии равновесия стремится к нулю по мере приближения температуры к нулю Кельвина.
51. Внутреннее давление – давление реального газа, вызываемое действием между всеми молекулами газа сил притяжения.
52. Изотермы Ван -дер- Ваальса - кривые на плоскости p,V, изображающие изотермический процесс реального газа.
53. Критическая температура – термодинамическая температура, при которой изотерма Ван-дер-Ваальса имеет одну точку перегиба.
54. Фаза вещества – совокупность всех его частей, обладающих одинаковым химическим составом.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ.
Дата добавления: 2015-07-16; просмотров: 46 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Ситуационные задачи по теме с эталонами ответов. | | | АТОМЫ. МОЛЕКУЛЫ. ЧИСЛЕННЫЕ ОЦЕНКИ |