Молекулярно-кінетична теорія будови речовини

ВСТУП.

МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА ТА ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ

Кредитів 6 (3 кредити – лекції та семінари, 3 кредити – лабораторні та самостійні роботи). 216 год.: в тому числі: лекції– 34 год., семінари 34 год., лабораторні роботи – 51 год., самостійна робота - 97 год.

Програма курсу

Предмет та методи молекулярної фізики. Короткий історичний екскурс. Феноменологічний та молекулярно-кінетичний аналіз явищ, що є предметом молекулярної фізики. Співвідношення статистичних та динамічних закономірностей у визначенні характеру процесів в системах з великою кількістю частинок. Розподіли частинок за властивостями. Попередні відомості про різні стани речовини. Аналіз структурних перетворень в рідких кристалах. Метод моделей в молекулярній фізиці. Найпростіша модель - модель ідеального газу. Властивості ідеального газу. Рівняння Менделєєва-Клапейрона.

[⁴] стор.5 -23, [^1д] стр.6 – 17.

Змістовий модуль 1

Кінетична теорія механічних та термічних властивостей розріджених газів. Метод моделей в сучасній фізиці.

[¹] стор.58 – 131, [^1д] стр.17 – 91, [⁴] стор.20 – 22.

Розподіл Максвела. Розподіл молекул ідеального газу за швидкостями та кінетичними енергіями. Дослід Штерна.

[¹] стор.58 – 66, [^1д] стр.17 – 26, [⁴] стор.23 – 91.

Розподіл Больцмана. Розріджений газ в зовнішньому потенціальному полі. Абсолютна температура як параметр розподілу Максвелла-Больцмана. "Від'ємна" температура як характеристика термодинамічно нерівноважної системи. Досліди Перрена по визначенню числа Авогадро.

[¹] стор.84 – 93, 99 – 107,[^1д] стр.26 – 32, [⁴] стор.92 – 121.

Розподіл Гіббса. Канонічний ансамбль. Температура. Обчислення середніх значень фізичних величин. Статистична сума. Виведення розподілу Максвела із використанням розподілу Гіббса. Виведення розподілу Больцмана із використанням розподілу Гіббса.

[¹] стор.117 – 131, [^1д] стр.55 – 83.

Теплоємність газів. Основні експериментальні дані про теплоємності Сp та Сv розрідженого одно- та двоатомного газу. Теорема про рівнорозподіл енергії по ступенях вільності молекул. Межі застосування теореми про рівнорозподіл енергії по ступенях вільності. Залежність С=С(Т).

[¹] стор.145 – 151, [^1д] стр.83 - 97, [⁴] стор.174 – 200.

Основи термодинаміки.

Визначення. Термодинамічні системи та їх стани. Термодинамічні процеси.

[⁴] стор.174 – 176, 188 – 191.

Перший принцип термодинаміки. Робота в термодинамічних процесах. Внутрішня енергія термодинамічної системи. Теплота. Відкриття та філософські аспекти першого принципу термодинаміки. Перший принцип термодинаміки та найпростіші термодинамічні процеси.

[¹] стор.134 - 157, [⁴] стор.179 – 209.

Ентропія. Зміна ентропії при ізотермічному процесі в ідеальному газі. Формула Больцмана.

[¹] стор.157 - 161, [^1д] стр.55 - 83, [⁴] стор.227 – 234.

Другий принцип термодинаміки. Циклічні процеси. Цикл Карно. Теплові машини. 1-ша теорема Карно. Термодинамічна шкала температур. Температура та експериментальне дослідження реліктового випромінювання. "Від'ємні" температури.

2-га теорема Карно. Нерівність Клаузіуса. Розповсюдження нерівності Клаузіуса на довільний термодинамічний цикл. Зміна ентропії в ізольованих термодинамічних системах. Вільна енергія термодинамічної системи.

[¹] стор.161 - 189, [⁴] стор.209 – 257.

Термодинамічні потенціали. Незалежні параметри стану термодинамічної системи та їх кількість. Співвідношення Максвелла для оборотних термодинамічних процесів в замкнених системах.

[¹] стор. 189 – 198.

Критерії стійкості станів термодинамічних систем. Напрямок необоротних термодинамічних процесів в ізольованих термодинамічних системах.

[¹] стор.189 – 198.

Теорема Нернста (третій принцип термодинаміки).

[^5д] стор.121 - 128, [⁴] стор.261 – 280.

Змістовий модуль 2

Дата добавления: 2015-06-29