Молекулярная физика
Электронный вариант лекций по разделу "Молекулярная физика".
  

Авторы: ст. преподаватель И.А. Вабищевич; канд.физ.-мат. наук, доцент С.А. Василевский; докт. техн.наук, профессор, В.М.Добрянский; канд. физ.-мат.наук, доцент В.Н.Котло  

Вопросы к экзамену.
  

Лекция 1. Введение. Предмет молекулярной физики. Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ) вещества и их экспериментальное обоснование. Статистический и термодинамический подходы к изучению микроскопических систем. Флуктуации и их проявления.  
Лекция 2. Давление газа. Температура. Молекулярно-кинетический смысл абсолютной температуры и давления. Измерение давления и температуры. Жидкостные барометры (опыт Торричелли) барометры анероиды (самостоятельно).  

Лекция 3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Постоянная Больцмана. Температура и давление как статистические величины.  
Лекция 4. Уравнение состояния идеального газа. Универсальная газовая постоянная. Основные газовые законы.  
Лекция 5. Распределение скоростей молекул по Максвеллу. Измерение скоростей молекул. Опыт Штерна. Опытная проверка распределения молекул по скоростям.  
Лекция 6. Газ в силовом поле. Барометрическая формула. Распределение Максвелла-Больцмана. Экспериментальное определение числа Авогадро.  

Лекция 7. Средняя длина и среднее время свободного пробега молекул. Явления переноса в газах. Диффузия.  
Лекция 8. Внутреннее трение (вязкость газов). Теплопроводность газов.  
Лекция 9. Теплопроводность и внутреннее трение при низких давлениях. Технический вакуум. Получение и методы измерения низких давлений.  

ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ


Лекция 10. Термодинамическая система (тдс). Параметры состояния. Термодинамическое равновесие. Внутренняя энергия. Взаимодействие тдс. работа и теплота как форма обмена энергиями между тдс. Равновесные и неравновесные процессы. Функции состояния и функции процесса.  
Лекция 11. Первое начало термодинамики. Применение I начала термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Скорость звука в газах.  
Лекция 12. Политропический процесс. Теплоемкость. Принцип равномерного распределения энергии по степеням свободы и границы его применимости.  
Лекция 13. Второе начало термодинамики. Невозможность создания вечных двигателей. Обратимые и необратимые процессы. Круговые процессы. Тепловые машины. Цикл Карно.  
Лекция 14. Теоремы Карно. Реальные циклы. Приведенная теплота. Энтропия. Закон возрастания энтропии в изолированной системе.  
Лекция 15. Статистический характер II начала термодинамики. Теорема Нернста. Недостижимость абсолютного нуля температуры.  
Лекция 16. Отступление реальных газов от законов для идеальных газов. Взаимодействие молекул. Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Критическое состояние. Экспериментальные изотермы реального газа. Сопоставление изотерм Ван-дер-Ваальса с экспериментальными изотермами.    
Лекция 17. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Сжижение газов. Получение низких температур.  
Лекция 18. Фазовые переходы I рода. Равновесие жидкости и пара. Свойства насыщенного пара. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Понятие о фазовых переходах II рода. Влажность воздуха. Особенности фазовых переходов воды и их роль в природе.  
Лекция 19. Свойства жидкого состояния. Поверхностный слой. Поверхностное натяжение. Смачивание. Формула Лапласа. Капиллярные явления.  
Лекция 20. Давление насыщенного пара над мениском. Растворы. Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.  
Лекция 21. Аморфные и кристаллические тела. Анизотропия кристаллов. Классификация кристаллов по типу связей. Дефекты в кристаллах. Жидкие кристаллы.  
Лекция 22. Тепловые свойства кристаллов. Тепловое расширение. Теплоемкость кристаллов. Закон Дюлонга и Пти. Трудности классической физики в объяснении температурной зависимости теплоемкости твердых тел.  
Лекция 23. Плавление и кристаллизация. Диаграмма равновесия твердой, жидкой и газообразной фаз. Тройная точка.  
Лекция 24. Основное уравнение газодинамики. Адиабатное течение газов. Критическая скорость.  
Лекция 25. Движение со сверхзвуковой скоростью. Скачки уплотнения. Ударные волны Число Маха. Реактивные двигатели. Многоступенчатые ракеты.