Молекулярная физика и термодинамика. Исаков А.Я.

Молекулярная физика и термодинамика. Исаков А.Я.

Руководство по самостоятельной работе.

Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. — 343 с.

Программа изучения курса физики предусматривает самостоятельную работу студентов, которая заключается, в основном, в приобретении навыков практического использования физических законов при решении задач. Умение применять приобретенные физические знания является основной целью изучения любой дисциплины университетской образовательной программы, физика здесь не является исключением.

В разделах университетского курса физики, посвященных молекулярной физике и термодинамике, по сути, изучается движение на микроуровне, где характерные размеры и массы, движущихся объектов составляют примерно 10" 10 м и 10 ~27 кг. Столь малые размеры и массы движущихся объектов, а так же невообразимое количество одновременно движущихся объектов многие методы, развитые в рамках классической механики сделали малоэффективными или не применимыми вообще.

Молекулярная физика и термодинамика рассматривают макроскопические процессы, происходящие в телах, как следствие их структурного устройства. Молекулярная физика в основу своей методики исходит из представления об атомном и молекулярном строении вещества, а термодинамика, основываясь на аксиоматических методах, использует в своей основе экспериментальные факты, которые обобщены в виде специальных начал.

Эта книга, посвященная физическим основам законов теплового движения атомов и молекул, адресована всем тем, кто по роду своих занятий или из любопытства пытается разобраться в окружающих нас процессах. Развитые в пособии по самостоятельной работе теоретические и экспериментальные подходы могут оказаться полезными не толь ко при изучении курса физики студентами и курсантами очной и заочной форм обучения, но и при изучении целого ряда специальных дисциплин.

  • Оглавление
  • 1. Основы молекулярно-кинетической теории
  • 1.1. Исторический экскурс 5
  • 1.2. Вводные замечания 13
  • 1.3. Атомы и молекулы 18
  • 1.4. Примеры определения характеристик атомов и молекул 23
  • 1.5. Температура 33
  • 1.6. Основные положения молекулярно-кинетической теории 37
  • 1.7. Основное уравнение кинетической теории газов 40
  • 1.8. Примеры применения уравнений молекулярно-кинетической теории 44
  • 2. Распределение молекул по скоростям и координатам
  • 2.1. Закономерности в мире хаоса 63
  • 2.2. Распределение молекул по скоростям 68
  • 2.3. Особенные скорости молекул 72
  • 2.4. Опытная проверка распределения Максвелла 75
  • 2.5. Распределение молекул по координатам 77
  • 2.6. Распределение Максвелла - Больцмана 79
  • 2.7. Примеры определения скоростей и энергий молекул 80
  • 3. Явления переноса в газах
  • 3.1. Столкновение молекул 104
  • 3.2. Диффузия 110
  • 3.3. Внутреннее трение в газах 112
  • 3.4. Теплопроводность 114
  • 3.5. Теплопроводность газов 118
  • 3.6. Уравнение теплопроводности 121
  • 3.7. Выравнивание температур 124
  • 3.8. Закон охлаждения Ньютона 126
  • 3.9. Примеры явлений переноса 127
  • 4. Первое начало термодинамики
  • 4.1. Принцип эквивалентности 152
  • 4.2. Первое начало термодинамики 157
  • 4.3. Процессы изменения состояния 161
  • 4.4. Термические коэффициенты 163
  • 4.5. Теплоёмкость 166
  • 4.6. Теплоёмкость в классической физике 168
  • 4.7. Границы применимости классической теории теплоёмкости 170
  • 4.8. Элементы квантовой теории теплоёмкости 172
  • 4.9. Уравнение адиабаты идеального газа 179
  • 4.10. Примеры применения первого начала термодинамики 180
  • 5. Второе начало термодинамики
  • 5.1. О тепловых машинах и Perpetuum mobile 205
  • 5.2. Второе начало термодинамики 217
  • 5.3. Термодинамическая шкала температур 222
  • 5.4. Энтропия 225
  • 5.5. Энтропия при изменениях состояния 230
  • 5.6. Минимизация свободной энергии 231
  • 5.7. Энтальпия 232
  • 5.8. Энтропия и вероятность 233
  • 5.9. Примеры применения второго начала термодинамики 235
  • 6. Реальные газы
  • 6.1. Отклонения от закона Бойля - Мариотта 249
  • 6.2. Уравнение Ван-дер-Ваальса 250
  • 6.3. Примеры использования уравнения Ван-дер-Ваальса 253
  • 7. Физика жидкого состояния
  • 7.1. Вводные замечания 265
  • 7.2. Термические коэффициенты 268
  • 7.3. Поверхностное натяжение и капиллярные явления 271
  • 7.4. Явления переноса в жидкостях 276
  • 7.5. Фазовые равновесия и фазовые превращения 282
  • 7.6. Давление под криволинейной поверхностью жидкости 285
  • 7.7. Примеры на молекулярные и термодинамические явления в жидкостях 287
  • 8. Кипение жидкостей
  • 8.1. Вводные замечания 294
  • 8.2. Термодинамика фазовых переходов 296
  • 8.3. Температура и теплота кипения 300
  • 8.4. Структурные особенности кипения 303
  • 8.5. Теплообмен при кипении 304
  • 8.6. Возникновение в жидкости конкурентной фазы 306
  • 8.7. Термоакустический способ исследования процессов кипения 315
  • 9. Термофизические свойства воды
  • 9.1. Общие сведения 320
  • 9.2. Свойства и аномалии воды 325
  • 9.3. Твёрдая вода 335
  • 9.4. Водные заботы человечества 339
  • Литература 343

Файл был удален по просьбе правообладателя.