112

Министерство образования российской федерации

ФИЗИКА

Конспект лекций по молекулярной физике и термодинамике

для студентов инженерно-технических специальностей

Курск 2002

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

В.М. Полунин, Г.Т.Сычев

ФИЗИКА

Конспект лекций по молекулярной физике и термодинамике

для студентов инженерно-технических специальностей

Курск 2002

УДК 53

ББК В3

Ф 50

Рецензенты:

зав. кафедрой ТиЭФ КГТУ, доктор физ.-мат. наук,

профессор, А.А.Родионов,

зав. кафедрой общей физики КГПУ, кандидат физ.-мат.

наук, доцент В.В. Зотов,

зав. кафедрой физики КСХА, кандидат техн. наук,

доцент, Д.И. Якиревич

Полунин В.М., Сычев Г.Т. Физика: Конспект лекций по молекулярной физике и термодинамике для студентов инженерно-технических специальностей /Курск. гос. техн. ун-т. Курск, 2002. 115с.

Цель конспекта лекций - оказать помощь студентам инженерно-технических специальностей в изучении физики.

Он составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта-2000, Примерной программы дисциплины «Физика» (2000 г.) и рабочей программы по физике для студентов инженерно-технических специальностей КГТУ (2000 г.).

Содержит конспект лекций по молекулярной физике и термодинамике и может быть использован студентами инженерно-технических специальностей всех форм обучения.

УДК 53

ББК В3

Ф 50

 Курский государственный технический университет, 2002

 В.М. Полунин, Г.Т. Сычев, 2002

Содержание

От авторов 6

Основы молекулярной физики и термодинамики 7

Лекция 11. Молекулярно-кинетическая теория строения вещества 7

Молекулярная физика и термодинамика. Основные положения и понятия. Динамические и статистические закономерности в физике. Статистический и термодинамический методы исследования. Макроскопическое состояние. Термодинамические функции состояния. Уравнение состояния. Внутренняя энергия. Интенсивные и экстенсивные параметры. Модель идеального газа. Основное уравнение состояния идеального газа. Основные газовые законы. Молекулярно-кинетический смысл абсолютной температуры.

Лекция 12. Некоторые вопросы статистической физики 20

Распределение энергии по степеням свободы. Вероятность и флюктуации. Распределение молекул /частиц/ по абсолютным значениям скорости. Распределение Максвелла. Скорости теплового движения частиц. Средняя длина свободного пробега молекул. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Внутренняя энергия и теплоемкости идеального газа. Классическая теория теплоемкостей.

Лекция 13. Элементы термодинамики 31

Обратимые, необратимые и круговые тепловые процессы. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам в идеальных газах. Цикл Карно. Максимальный КПД тепловой машины. Энтропия системы и её свойства. Определение изменения энтропии системы. Второе начало термодинамики. Термодинамические потенциалы. Третье начало термодинамики. Применения термодинамики.

Лекция 14. Элементы неравновесной термодинамики 48

Термодинамика неравновесных процессов. Закон сохранения массы в термодинамике неравновесных процессов. Закон сохранения импульса в термодинамике неравновесных процессов. Закон сохранения энергии в термодинамике неравновесных процессов. Уравнение баланса энтропии.

Лекция 15. Реальные газы. Фазовые равновесия и превращения 53

Реальные газы. Молекулярные силы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса и экспериментальные изотермы реальных газов. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона. Фазы и фазовые превращения. Условия равновесия фаз. Фазовые диаграммы. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Метастабильные состояния. Критическая точка. Тройная точка. Фазовые переходы 1-го и 2-го рода.

Лекция 16. Кинетические явления (явления переноса) 73

Понятие о физической кинетике. Диффузия, теплопроводность в газах, жидкостях и твердых телах. Коэффициенты диффузии и теплопроводности. Вязкость жидкостей и газов. Коэффициент вязкости жидкостей и газов. Динамическая и кинематическая вязкости.

Лекция 17. Элементы механики сплошных сред 79

Общие свойства жидкостей и газов. Кинематическое описание движения жидкости. Идеальная и вязкая жидкости. Гидростатика несжимаемой жидкости. Стационарное движение идеальной жидкости. Уравнение Бернулли. Гидродинамика вязкой жидкости. Силы внутреннего трения. Коэффициент вязкости. Стационарное течение вязкой жидкости. Уравнение неразрывности. Формула Пуазейля. Формула Стокса. Кинематика и динамика газов. Идеально упругое тело. Упругие деформации и напряжения. Закон Гука. Пластические деформации. Предел прочности.

Библиографический список 114