- •Вопросы к экзамену по курсу «Молекулярная физика»
- •Макросистемы: примеры, особенности, состояния макросистем и способы исследования макросистем. Средние величины по времени, по ансамблю, эргодическая гипотеза.
- •Зависимость распределения Максвелла от рода вещества.
- •Трудности классической теории теплоемкости идеального газа. «Вымерзание» степеней свободы.
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
Вопросы к экзамену по курсу «Молекулярная физика»
Макросистемы: примеры, особенности, состояния макросистем и способы исследования макросистем. Средние величины по времени, по ансамблю, эргодическая гипотеза.
Уравнение состояния идеального газа – уравнение Менделеева-Клапейрона. Смесь идеальных газов, закон Дальтона. Изопроцессы.
Основные уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа. Вывод уравнения Клаузиуса и основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа.
Температура - мера кинетической энергии молекул. Средняя кинетическая энергия молекул. Средняя квадратичная скорость молекул.
Степени свободы. Закон Больцмана о равнораспределении молекул по степеням свободы движения молекул.
Распределение молекул газа по скоростям – распределение Максвелла. Плотность вероятности. Характерные скорости распределения. Вывод формулы для расчета наиболее вероятной скорости.
Зависимость распределения Максвелла от температуры.
Зависимость распределения Максвелла от рода вещества.
Экспериментальные подтверждения распределение молекул газа по скоростям - опыты Штерна и Ламмерта.
Идеальный газ в силовом поле. Изменение давления газа с высотой. Барометрическая формула. Распределение молекул по потенциальным энергиям в силовом поле – распределение Больцмана. Опыты Перрена по определению постоянной Авогадро.
Явление диффузии в газах. Уравнение Фика. Зависимость коэффициента диффузии от физической природы и параметров состояния идеального газа.
Молекулярный механизм внутреннего трения в газах. Уравнение Ньютона. Зависимость коэффициента вязкости от рода газа и параметров состояния идеального газа.
Явление теплопроводности в газах, уравнение Фурье. Вывод формулы для коэффициента теплопроводности. Зависимость коэффициента теплопроводности от рода газа и параметров состояния идеального газа.
Внутренняя энергия термодинамической системы - функция состояния. Внутренняя энергия идеального газа. Способы изменения внутренней энергии тел. Эквивалентность теплоты и работы. I закон термодинамики, его связь с законом сохранения и превращения энергии. Вечный двигатель первого рода.
Элементарная работа, совершаемая газом при изменении объема. Графическое представление работы. Зависимость работы от вида процесса. Вычисление работы идеального газа при изопроцессах.
Классическая теория теплоемкости идеального газа. Удельная и молярная теплоемкости, связь между ними. Молярные теплоемкости при постоянном давлении и объеме и их взаимосвязь, формула Майера.
Трудности классической теории теплоемкости идеального газа. «Вымерзание» степеней свободы.
Применение I начала термодинамики к различным процессам (термодинамика изопроцессов).
Термодинамика адиабатического процесса. Уравнение адиабаты (вывод).
Политропические процессы. Уравнение политропы. Показатель политропы.
Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Необратимость реальных процессов.
Прямые циклы. Тепловые машины. Коэффициент полезного действия тепловых машин. II закон термодинамики в формулировке Томсона. Вечный двигатель второго рода.
Цикл Карно. Расчет КПД идеальной тепловой машины, работающей по прямому обратимому циклу Карно. Теоремы Карно. Способы повышения КПД тепловых машин.
Обратные циклы. Холодильные машины. Холодильный коэффициент. II закон термодинамики в формулировке Клаузиуса.
Приведенное количество теплоты. Приведенное количество теплоты в обратимых и необратимых процессах – неравенство Клаузиуса.
Энтропия термодинамических систем - функция состояния. Изменение энтропии в замкнутых системах при обратимых и необратимых процессах. Закон возрастания энтропии. Примеры, подтверждающие закон возрастания энтропии.
Вычисление изменения энтропии для идеального газа.