
- •М.А. Жужа молекулярная физика
- •Краснодар
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Броуновское движение
- •2. Законы идеального газа
- •3. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Опыт Перрена
- •4. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа
- •5. Распределение Максвелла
- •6. Средняя длина свободного пробега и число столкновениЙ
- •Vмол30 1030 м3, м.
- •7. Явления переноса
- •7.1. Диффузия в газах
- •7.2. Внутреннее трение
- •7.3. Теплопроводность
- •8. Первое начало термодинамики
- •9. Классическая теория теплоЁмкости идеального газа
- •10. Адиабатический процесс
- •11. Политропический процесс
- •12. Энтропия. Второе и третье начала термодинамики
- •13. Расчет изменения энтропии в процессах идеального газа, при нагревании и плавлении
- •14. Цикл Карно
- •15. Реальные газы. Критическое состояние
- •16. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •17. Особенности жидкого состояния вещества и воды
- •18. Поверхностное натяжение
- •19. Условия равновесия на границах различных сред
- •20. Мыльные пузыри и Формула Лапласа
- •21. Капилляры
- •22. Фаза. Фазовое равновесие. ФазовыЕ переходы
- •23. Уравнение Клапейрона Клаузиуса. Фазовая диаграмма состояний
- •24. Эффект Джоуля-Томсона
- •25. Методы получения низких температур и сжижения газов
- •26. Термодинамическая шкала температур. Термометры
- •27. Твёрдые тела. Симметрия кристаллов. Дефекты в кристаллах
- •28. Классическая теория теплоёмкости твёрдых тел
- •29. Квантовая статистика: Распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака
- •30. Квантовые теории теплоёмкости эйнштейна и дебая. Фононы
- •Пример выполнения триз-задания 30
- •Дополнительные триз-задания
- •Рекомендуемая литература по молекулярной физике*
- •Рекомендуемая литература по трИз
- •Оглавление
М.А. Жужа
МОЛЕКУЛЯРНАЯ
ФИЗИКА
М.А. Жужа молекулярная физика
С ЗАДАНИЯМИ ПО ТРИЗ
Тексты лекций
Краснодар
2011
Излагается основной теоретический материал по молекулярной физике для вузов. Для развития творческого мышления и в качестве методики практического применения полученных на лекциях знаний рекомендуется изучение и применение теории решения изобретательских задач (ТРИЗ). Приводятся ТРИЗ-задания технической направленности, связанные с лекционным материалом, научными исследованиями или обучением в вузе.
Адресуется студентам физико-технических специальностей.
Предисловие
Предлагаемое издание представляет собой конспект лекций, адресуется студентам I–II курсов вузов, изучающим раздел «Молекулярная физика» в рамках общего курса физики.
Цель издания – помочь освоить молекулярную физику студентам младших курсов, а также развить их творческие способности. При работе с текстами лекций необходимы знания по механике и математическому анализу. Изученный материал является основой для дальнейшего углублённого освоения термодинамики и статистической физики.
В лекциях отсутствуют сложные математические расчеты, при необходимости они могут быть вынесены на семинарские занятия. Формулы, приведённые в тексте, надо не только «прочитать», но и повторить их вывод «рукописно». Всё, что в данном учебном издании выделено курсивом, полужирным курсивом или обведено рамкой , является основным содержанием данной дисциплины (термины, законы, формулы...). Это следует знать наизусть. Для самостоятельных занятий по лекционным темам, а также для подготовки к семинарским и лабораторным занятиям необходим один из учебников, который можно выбрать из списка рекомендуемой литературы.
Физика – одна из основ научно-технического прогресса. А поиск новых технических идей – сложный процесс, требующий нового мышления, воображения и фантазии. Очевидно, что «высокие технологии» должны быть не только в технических устройствах, но в первую очередь – в «головах»: работники умственного труда должны знать приёмы и технологии умственного труда. Мощный инструмент для генерации новых идей – теория решения изобретательских задач (ТРИЗ), которая аккумулирует все творческие знания человечества и позволяет перейти от метода проб и ошибок к научной технологии творчества. ТРИЗ, созданная в России Г.С. Альшуллером и его учениками, имеет следующие творческие инструменты: изобретательские приёмы, законы развития технических систем, стандарты на решение типовых изобретательских задач, информационные фонды, методика применения вещественно-полевых ресурсов, алгоритм решения изобретательских задач, курс развития творческого воображения, приёмы решения научных задач, теория развития творческой личности и многое другое, что может быть полезно студентам, заинтересованным в своём творческом развитии и планирующим в будущем проявлять инновационную активность.
Данное учебное издание адресуется студентам физико-технических специальностей, поэтому в нём теоретический материал по физике дополняется заданиями технической направленности, и текст издания состоит из двух структурных элементов. Первый элемент – это 30 лекционных тем традиционного вузовского курса молекулярной физики (в соответствии с объёмом учебных часов). Второй элемент – 51 ТРИЗ-задание для контролируемой самостоятельной работы. Соответственно из двух частей состоит и список рекомендуемой литературы. Поэтому особенностью предлагаемого издания является его инновационная составляющая – ТРИЗ-задания, углубляющие и расширяющие лекционный материал, развивающие у студентов творческое мышление, фантазию и умение работать с привлечением современных информационных технологий.
Для выполнения ТРИЗ-заданий необходимо иметь начальные знания о ТРИЗ. Для этого рекомендуется: 1) изучить электронную книгу «Введение в ТРИЗ. Основные понятия и подходы» (http://www.altshuller.ru/e-books/); 2) изучить материалы Википедии (http://ru.wikipedia.org/wiki/), начиная со слова «ТРИЗ»; 3) прочитать книги по ТРИЗ из библиотеки КубГУ; 4) посетить ТРИЗ-сайты: http://www.altshuller.ru, http://www.trizminsk.org, http://www.trizway.com, http://www.trizland.ru, http://matriz.ru/ru, http://ratriz.ru,http://triz.natm.ru, http://rus.triz-guide.com. На ТРИЗ-сайтах имеются ссылки на другие сайты, новости, задачи, статьи, информация о конкурсах, конференциях, книгах в «бумажном» и электронном виде.
Если в ТРИЗ-заданиях специально не указано, что информацию следует искать с сети Интернет, то задания рекомендуется вначале попытаться выполнить самостоятельно. При затруднениях дополнительные материалы или ответы можно найти в Интернете (для этого часть ключевых слов в заданиях выделена курсивом). Консультацию по ТРИЗ можно получить у автора данного учебного издания.