2 Тематическая структура апим «Молекулярная физика и термодинамика»

N ДЕ	Наименование дидактической единицы ГОС	N за- да- ния	Тема задания
1	Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика	1	Распределение Максвелла и Больцмана
		2	Средняя энергия молекул
		3	Второе начало термодинамики. Энтропия. Циклы
		4	1 начало термодинамики. Работа при изопроцессах

3. Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физики и термодинамика - раздела физики, в котором изучаются микроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул. В основе исследования лежат два метода: статистический и термодинамический.

Метод	Суть метода	Пояснение
Статистический (основа молекулярной физики)	Метод исследование систем из большего числа частиц, оперирующий статистическими закономерностями и средними значениями физических величин, характеризующих всю совокупность частиц(например, средние значения скоростей теплового движения молекул и их энергий)	Процессы, изучаемые молекулярной физикой, являются результатом совокупного действия огромного числа молекул. Температура тела, например, определяется скоростью беспорядочного движения его молекул, но так как в любой момент времени разные молекулы имеют разные скорости, то она может быть выражена только через средние значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы.
Термодинамический (основа термодинамики)	Метод исследования систем из большого числа частиц, оперирующий на основе законов превращения энергии величинами, характеризующими систему в целом(например, давление, объем, температура), не рассматривая её микроструктуры и совершающих в систему микропроцессов	Нет таких областей физики и химии, в которых нельзя было бы пользоваться термодинамическим методом. Однако, с другой стороны, термодинамический метод несколько ограничен: термодинамика ничего не говорит о микроскопическом строении вещества, о механизме явлений, а лишь устанавливает связи между макроскопическими свойствами вещества.

Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика взаимно дополняют друг друга, образуя единое целое, отличаясь различными методами исследования.

Описание термодинамических систем

Термодинамическая система - совокупность макроскопический тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с внешней средой.

Внешняя среда - тела, не входящие в исследуемую термодинамическую систему.

Замкнутая термодинамическая система -термодинамическая система, не обменивающаяся с внешней средой ни энергией, ни веществом.

Термодинамические параметры (параметры состояния)-совокупность физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы. Обычно в качестве параметром состояния выбирают температуру, давление и объем.

Термодинамический процесс - любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного из ее термодинамических параметров (примеры: изобарный, изохорный, изотермический процессы)

Термодинамическое равновесие - система находится в термодинамическом равновесии, если её состояние в течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой системы при этом не изменяются).

Температура. Температурные шкалы.

Температура - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и определяющая направление теплообмена между телами. Температура - одно из основных понятий не только в термодинамике, но и в физике в целом.

Международная практическая шкала (шкала Цельсия). Градуируется в градусах Цельсия (^оС). Определяется двумя реперными точками: 0^оС и 100^оС- соответственно температуры замерзания и кипения воды при давлении 1,013*10⁵Па.

Термодинамическая температурная шкала (шкала Кельвина). Градуируется в кельвинах К). Определяется по одной из реперной точке, в качестве которой взята тройная точка воды (температура, при которой лед, вода и насыщенный пар при давлении 609 Па находятся в термодинамическом равновесии). Температура этой точки по данной шкале равно 273,16 К (точно). Температура Т=0 К называется нулем Кельвина. В термодинамической шкале температура замерзания воды равна 273,15 К (при том же давлении, что и в Международной практический шкале).

Термодинамическая температура(Т) и температура (t) по международной практической шкале связаны соотношением

Т=273,15+t