Тема 13. Классическая статистика.
1. Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям:
Нарисуйте кривую распределения. Поясните,
что собой представляют f(v) и остальные величины. Чему равна площадь под кривой распределения? Что называется плотностью вероятности? Напишите выражение для скорости, соответствующей максимуму на кривой распределения. Как она называется?
2. Средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости молекул. Как можно получить выражения для средних скоростей, используя закон Максвелла для распределения молекул по скоростям?
3. Барометрическая формула: получите формулу, дайте пояснения всех величин, нарисуйте график. Закон Больцмана для распределения молекул в потенциальном поле.
Тема 14. Явления переноса в газах.
1 Столкновения молекул. Эффективный диаметр молекулы. Среднее число столкновений, средняя длина и среднее время свободного пробега молекул.
2. Диффузия, Дайте определение этого процесса, напишите уравнение переноса. Напишите выражение для коэффициента диффузии идеального газа.
3. Вязкость (внутреннее трение). Напишите уравнение переноса и выражение для силы внутреннего трения. Напишите выражение для коэффициента вязкости идеального газа.
4. Теплопроводность. Напишите уравнение переноса для теплопроводности. Поясните все величины, входящие в уравнение. Напишите выражение для коэффициента теплопроводности идеального газа.
Тема 15. Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики.
1. Основные понятия в термодинамике: количество теплоты, работа, внутренняя энергия. Что такое функции состояния и функции процессов? Равновесные и неравновесные состояния. Обратимые и необратимые процессы.
2. Первое начало термодинамики. Дайте различные формулировки, напишите соответствующие выражения. Что означает формулировка первого начала: "Нельзя построить вечный двигатель первого рода"?
3. Применение первого начала термодинамики к изохорическому процессу. Напишите соответствующее выражение, дайте формулировку. Получите выражение для теплоемкости идеального газа при постоянном объеме
4 Применение первого начала термодинамики к изотермическому процессу. Напишите соответствующее выражение, дайте формулировку. Получите выражение для работы, совершаемой при изотермическом процессе. Можно ли реально осуществить изотермический процесс?
5. Применение первого начала термодинамики к изобарическому процессу. Напишите соответствующее выражение, дайте формулировку. Получите выражение для теплоемкости идеального газа при постоянном давлении.
6. Применение первого начала термодинамики к адиабатическому процессу. Получите уравнение адиабаты. Как показатель адиабаты связан с числом степеней свободы молекул идеального газа?
7. Работа при адиабатическом процессе. Дайте определение процесса, получите выражение для работы. Можно ли реально осуществить адиабатический процесс? Ответ поясните.
8 Теплоемкости идеального газа Ср и Сv, связь между ними. Дайте
определение удельной и молярной теплоемкостей. От каких величин зависит теплоемкость идеального газа? Нарисуйте характерный график зависимости теплоемкости реальных двухатомных газов от температуры. Как можно объяснить эту зависимость на основе квантовой теории теплоемкости?