КУРС ОБЩЕЙ ФИЗИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА и МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ.

☺   Молекулярно-кинетическая теория (статистика) и термодинамика.

☺   Масса и размеры молекул.

☺   Температура и термодинамическое равновесие.

☺   Термоскоп и температурные точки.

☺   Эмпирические температурные шкалы.

☺   Идеально-газовая шкала температур.

☺   Виды термометров.

☺   Международная практическая температурная шкала.

☺   Состояние системы. Процесс.

☺   Законы идеальных газов.

☺   Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева - Клапейрона).

☺   Уравнение состояния и его следствия для бесконечно малых процессов.

☺   Макроскопические параметры.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

☺   Квазистатические процессы.

☺   Макроскопическая работа.

☺   Работа, совершаемая идеальным газом при различных процессах.

☺   Первое начало термодинамики для системы в адиабатической оболочке.

☺   Внутренняя энергия системы.

☺   Количество тепла. Математическая формулировка первого начала термодинамики.

☺   Когда можно пользоваться представлением о количестве тепла, содержащемся в теле.

☺   Закон Гесса.

☺   Теплоемкость. Теплоемкость при постоянном объеме - C_V и теплоемкость при постоянном давлении - C_P.

☺   Внутренняя энергия идеального газа. Закон Джоуля.

☺   Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа.

☺   Уравнение Роберта Майера.

☺   Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты идеального газа. Уравнение Пуассона.

☺   Политропические процессы.

☺   Определение C_P /C_V методом Клемана и Дезорма.

☺   Скорость звука в газах.

☺   Замечания относительно экспериментальных методов определения C_P и C_V для газов.

☺   Уравнение Бернулли.

☺   Скорость истечения газа из отверстия.

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

☺   Общие замечания о первом и втором началах термодинамики.

☺   Различные формулировки основного постулата, выражающего второе начало термодинамики.

☺   Обратимые и необратимые процессы.

☺   Цикл Карно и теорема Карно.

☺   Термодинамическая шкала температур.

☺   Тождественность термодинамической шкалы температур со шкалой идеально-газового термометра.

☺   Приведение шкалы газового термометра к термодинамической шкале.

☺   Примеры на применение теоремы Карно.

☺   Разность между теплоемкостями C_P и C_V .

☺   Принципиальный способ градуировки термометра в абсолютной шкале.

☺   Неравенство Клаузиуса.

☺   Принцип динамического отопления

☺   Равенство Клаузиуса. Энтропия.

☺   Коэффициент полезного действия тепловой машины.

☺   КПД обратимых и необратимых машин.

☺   Цикл Карно. КПД цикла Карно для идеального газа.

☺   Приведенное количество тепла. Неравенство Клаузиуса.

☺   Свойства энтропии.

☺   Теорема Нернста.

☺   Энтропия и вероятность.

☺   Энтропия идеального газа.

☺   Закон возрастания энтропии.

☺   Обобщение понятия энтропии на неравновесные состояния.

☺   Возрастание энтропии при диффузии газов. Парадокс Гиббса.

☺   Различные понимания второго начала термодинамики.

☺   Термодинамические потенциалы (функции).

☺   Термодинамическая теория эффекта Джоуля -Томсона.

☺   Общие замечания о методе термодинамических функций.

☺   Максимальная работа и свободная энергия.

☺   Электродвижущая сила гальванического элемента.

☺   Общие критерии термодинамической устойчивости.

☺   Принцип Ле-Шателье - Брауна и устойчивость термодинамического равновесия.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

☺   Уравнение теплопроводности.

☺   Простейшие стационарные задачи на теплопроводность.

☺   Нестационарные задачи. Теорема единственности.

☺   Принцип суперпозиции температур. Температурные волны.

☺   Задача об остывании полупространства.

☺   Внешняя теплопроводность.

ПРОСТЕЙШИЕ ВОПРОСЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ВЕЩЕСТВА

☺   Уравнение кинетической теории газов для давления.

☺   Строгий учет распределения скоростей молекул по направлениям.

☺   Равнораспределение энергии по степеням свободы.

☺   Давление газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории.

☺   Скорости теплового движения газовых молекул.

☺   Давление фотонного газа.

☺   Молекулярно-кинетический смысл температуры. Равномерное распределение кинетической энергии теплового движения по поступательным степеням свободы.

☺   Равномерное распределение кинетической энергии по степеням свободы.

☺   Броуновское движение.

☺   Вращательное броуновское движение.

☺   Классическая теория теплоемкости идеальных газов.

☺   Адиабатическое нагревание и охлаждение газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории.

☺   Классическая теория теплоемкости твердых тел (кристаллов).

☺   Недостаточность классической теории теплоемкостей. Понятие о квантовой теории (качественное рассмотрение).

СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

☺   Элементарные сведения из теории вероятностей.

☺   Распределение скоростей молекул газа. Постановка задачи.

☺   Закон распределения скоростей Максвелла.

☺   Распределение молекул по абсолютным значениям скорости. Средние скорости молекул.

☺   Другое доказательство закона распределения скоростей Максвелла. Принцип детального равновесия.

☺   Среднее число молекул, сталкивающихся со стенкой сосуда.

☺   Опытная проверка закона распределения скоростей Максвелла.

☺   Закон распределения Больцмана.

☺   Барометрическая формула.

☺   Работы Перрена по определению числа Авогадро.

☺   Распределение Больцмана и атмосферы планет.

☺   Энтропия и вероятность.

☺   Метод наиболее вероятного распределения в статистике Больцмана.

☺   Статистики Ферми - Дирака и Бозе - Эйнштейна.

☺   Термодинамический смысл химического потенциала.

☺   Теорема Нернста.

☺   Квантовая теория теплоемкостей Эйнштейна.

ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В ГАЗАХ

☺   Средняя длина свободного пробега.

☺   Эффективное сечение.

☺   Распределение молекул по длинам свободного пробега.

☺   Явления переноса. Внутреннее трение и вязкость газов.

☺   Теплопроводность газов.

☺   Самодиффузия в газах.

☺   Диффузия в газах. Связь коэффициента диффузии с подвижностью частицы.

☺   Концентрационная диффузия в газах.

☺   Броуновское движение как процесс диффузии.

☺   Термическая диффузия в газах.

☺   Явления в разреженных газах.

☺   Ультраразреженные газы. Молекулярное течение ультраразреженного газа через прямолинейную трубу.

☺   Эффузия.

РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ

☺   Молекулярные силы и отступления от законов идеальных газов.

☺   Уравнение Ван-дер-Ваальса. Экспериментальные изотермы.

☺   Другой метод введения поправки на силы притяжения между молекулами. Уравнение Дитеричи.

☺   Изотермы газа Ван-дер-Ваальса.

☺   Изотермы реального газа. Правило Максвелла. Непрерывность газообразного и жидкого состояний вещества. Пересыщенный пар и перегретая жидкость.

☺   Свойства вещества в критическом состоянии. Определение критических параметров.

☺   Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.

☺   Эффект Джоуля - Томсона для газа Ван-дер-Ваальса.

☺   Методы получения низких температур и сжижения газов.

ЖИДКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

☺   Строение жидкостей.

☺   Поверхностное натяжение и некоторые явления, с ним связанные.

☺   Давление под изогнутой поверхностью жидкости.

☺   Явления на границе жидкости и твердого тела.

☺   Капиллярные явления.

☺   Термодинамика поверхностного натяжения.

☺   Краевые углы. Смачивание и несмачивание.

☺   Разность давлений по разные стороны изогнутой поверхности жидкости. Формула Лапласа.

☺   Капиллярно-гравитационные волны малой амплитуды.

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

☺   Фазы и фазовые превращения.

☺   Условие равновесия фаз химически однородного вещества.

☺   Уравнение Клапейрона - Клаузиуса. Испарение и конденсация. Плавление и кристаллизация.

☺   Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

☺   Теплоемкость насыщенного пара.

☺   Тройные точки. Диаграммы состояния.

☺   Кипение и перегревание жидкости.

☺   Зависимость давления насыщенного пара от кривизны поверхности жидкости.

☺   Метастабильные состояния.

☺   Фазовые превращения второго рода.

☺   Конвективная устойчивость жидкостей и газов.

РАСТВОРЫ

☺   Растворимость тел.

☺   Осмос и осмотическое давление.

☺   Закон Рауля.

☺   Повышение точки кипения и понижение точки замерзания раствора.

☺   Правило фаз.

☺   Диаграммы состояния бинарных смесей.

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА.

☺   Отличительные черты кристаллического состояния.

☺   Симметрия тел и строение кристаллов

☺   Кристаллические решетки. Классификация кристаллов.

☺   Кристаллические системы. Физические типы кристаллических решеток.

☺   Пространственные группы и кристаллические классы.

☺   Миллеровские индексы и индексы направлений.

☺   Решетки химических элементов и соединений.

☺   Дефекты в кристаллах.

☺   Тепловое движение в кристаллах.

☺   Теплоемкость кристаллов.

Рекомендуемая литература

Web Design: Kurilin A.V. 2004-2011