Литература

1. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. -М.: Высшая школа, 1987.

2. Молекулярная физика: Лабораторный практикум/ Под ред. Доцента А.Д.Афанасьева - Иркутск: Иркутский ун-т, 2003, - 157с.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. -М.: Наука, 1992.

4. Булкин П.С., Попова И.И. Общий физический практикум: молекулярная физика. -М.: Изд-во МГУ, 1988.

5. Иверонова В.И.. Физический практикум. -М.: 1968.

6. Основы физики. Курс общей физики. Т.2. Квантовая и статистическая физика. / Под. ред. Ю.М. Ципенюка. -М.: Физ.-мат. лит., 2001.

7. Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. –М:, 1976.

8. Хайкин С.Э. Физические основы механики. -М.: Физматгиз.1963 г.

9. Гинзбург В.Л., Левин Л.М., Сивухин Д.В., Яковлев И.А.. Сборник задач по общему курсу физики. Термодинамика и молекулярная физика / Под редакцией Сивухина Д.В. -М.: Наука, 1988.

10. Савельев И.В. Курс общей физики. -М.: Наука, 1986. Т.1.

11. Трофимова Т.И. Курс физики.-М.: Высшая школа, 2001.

12. Кортнев А. В. и др. Практикум по физике. -М.: Высш. школа, 1967.

13. Блэйкмор Дж. Физика твердого тела. - М.: Мир, 1988.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Составители:

Просекина Ирина Геннадьевна

Просекин Михаил Юрьевич

Широков Валентин Владимирович

Цивилева Дарья Михайловна

Зеленцов Никита Александрович

Ружников Леонид Иннокентьевич

Сорокин Алексей Александрович

Калашников Владислав Константинович

Научный редактор – доцент И.Г. Просекина

Редактор – Д.М.Цивилева

Подписано в печать ____________Формат_________

Тираж_______________

a Когда делим на N-1 то такая дисперсия называется несмещенной.

b Классический газ – каждая частица газа может быть пронумерована и с равной вероятностью попасть в выделенную

ячейку объема. При этом состояния

считаются разными: Распределения Максвелла описывают поведение таких классических частиц в состоянии термодинамического равновесия. В общем случае электроны не являются классическими частицами, их статистика отлична от статистики Максвелла-Больцмана. В частности состояния 12 и 21 считаются одним, так как все частицы тождественны или неразличимы. (см. Приложение 7)

c Чтобы получился верный результат нужно не только заменить кинетическую энергию, но и _{переменные интегрирования, потому что именно вероятность остается постоянной}

d Плотность тока – это векторная характеристика тока равная электрическому заряду, проходящему за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению движения зарядов.

e Интегралы вида , где m-четное, не выражаются через элементарные функции, но очень часто встречаются. Поэтому ввели функцию Лапласа, , значения которой зависят от пределов интегрирования х и приводятся в специальных таблицах .

f В качестве доказательства можно привести следующее замечание, если полная энергия системы отрицательна, то это говорит о связности частей системы. Эти части не могут самопроизвольно рассеяться в пространстве и перестать взаимодействовать, поскольку тогда после рассеяния полная энергия состояла бы лишь из кинетической части, т.е. была бы положительной. Поэтому для перехода из более упорядоченного состояния в менее необходима дополнительная энергия на разрыв.

g В системе СИ имеет размерность Дж/м² или Н/м.

h Это справедливо только при изотермических процессах, для других процессов вводят другие термодинамические потенциалы, минимум которых описывает равновесное состояние.

i Сегодня в бытовой химии активно используются так называемые ПАВ (поверхностно активные вещества), которые сильно изменяют поверхностное натяжение раствора при изменении их концентрации, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Положительно поверхностно-активные вещества уменьшают поверхностное натяжение, отрицательно поверхностно-активные вещества увеличивают натяжение. Только немногие из них считаются относительно безопасными.

j В 1822 году Т.И. Зеебек опубликовал результаты своих опытов в статье "К вопросу о магнитной поляризации некоторых металлов и руд, возникающей в условиях разности температур", в докладах Прусской академии наук. Он обнаружил, что при замыкании концов цепи, состоящей из двух разнородных металлических материалов, спаи которых находились при разных температурах, магнитная стрелка, помещенная вблизи этой цепи, поворачивалась так же, как в присутствии магнита. Угол поворота стрелки был связан с величиной разности температур на спаях исследуемой цепи. Однако, несмотря на то, что двумя годами ранее Эрстед Х. К., доказал влияние электрического тока на магнитную стрелку, а вслед за этим работами Ампера, Био, Савара, Лапласа и других ученых было детально исследовано взаимодействие электрических токов и магнитных полей, Зеебек категорически отрицал электрическую природу данного явления. Как видно из названия статьи, его объяснение сводилось к намагничиванию материалов под воздействием разности температур. Интересно, что по его гипотезе весь земной шар представлял собой подобие гигантской цепи, в которой разница температур поддерживается полюсами холода и высокотемпературной экваториальной частью планеты. И именно в этом Зеебек усмотривал природу земного магнетизма.

k Открыл это явление в 1834 году французский исследователь Ж. Ш.А. Пельтье. Кстати, увлечение физикой было своего рода хобби этого человека. Ранее он работал часовщиком фирмы А.Л. Бреге, но благодаря полученному в 1815 г. наследству, Пельтье смог посвятить себя экспериментам в области физики и наблюдению за метеорологическими явлениями. Как и Зеебек, Пельтье не смог правильно интерпретировать результаты своего исследования. По его убеждению полученные результаты служили иллюстрацией того, что при пропускании через цепь слабых токов универсальный закон Джоуля - Ленца о выделении тепла протекающим током не работает. И только в 1838 году Э.Х. Ленц, член Петербургской академии наук доказал, что "эффект Пельтье" является самостоятельным физическим явлением, заключающимся в выделении и поглощении на спаях цепи добавочного тепла при прохождении постоянного тока. При этом характер процесса (поглощение или выделение) зависит от направления тока.

l Принцип Ле Шателье — Брауна (принцип смещения равновесия), устанавливает, что внешнее воздействие, выводящее систему из состояния термодинамического равновесия, вызывает в системе процессы, стремящиеся ослабить эффект воздействия.

m В непотенци­альных электрических полях ра­бота сил поля при перемещении электрического заряда зависит от траектории движения заряда из одной точки в другую.

n Доказательство этого выражения приводится в Приложении 6.

o Нормальные условия: Атмосферное давление 101325 Па = 760 мм рт. ст., Температура воздуха 273,15 K = 0° C.

p Адсорбция– концентрирование газообразных или жидких веществ на поверхности или в объеме микропор твердого тела за счет межмолекулярных сил взаимодействий между молекулами твердого тела и газа (жидкости).

q Единицей динамической вязкости в СИ является Пас т.е. это вязкость такого газа, у которого при площади соприкосновения слоев 1 м ² при градиенте скорости 1 м²/с возникает сила внутреннего трения, равная 1 Н . В системе СГСЕ единица измерения Пуаз (по имени французского ученого Пуазейля) (1Пз = 0,1 Н с/м²).

r Параметры капилляра: l=6см, d=0,1мм (_________________)

s Единицей вязкости СИ является такая вязкость, при которой градиент скорости, равный 1 м/с на 1 м, приводит к возникновению силы внутреннего трения в 1Н на 1 м² поверхности касания слоев. Эта единица обозначается или Па∙с. В системе СГС динамический коэффициент вязкости измеряется в Пуазах- 1Пз = 1 =0,1 кг/(м с). Обычно пользуются в сто раз меньшей единицей - сантипуазом, которой соответствует динамическая вязкость воды при 20,5⁰С.

t Такая жидкость ведет себя по-разному в зависимости от воздействия. Если на нее воздействовать резко, сильно, быстро - она проявляет свойства, близкие к свойствам твердых тел, а при медленном воздействии становится жидкостью. Для эксперимента смешайте примерно равные количества крахмала и воды (воды даже чуть меньше), вылив воду на крахмал и размешивая, и посмотрите, как будет странно вести себя такая жидкость при резких воздействиях и «превращается» под воздействиями в «твердое тело».

u В системе СИ размерность кинематического коэффициента вязкости  есть м²/с. В системе СГС кинематический коэффициент вязкости измеряется в Стоксах:

1 Ст = 1 см²/с = 10^-4м²/с или в сантистоксах (1 сСт = 10^-2 Ст).

v Сублимацией называется превращение твёрдого тела в газообразное состояние, минуя жидкую фазу.

w Термопара, датчик температуры, состоящий из двух соединённых между собой разнородных электропроводящих элементов (обычно металлических проводников, реже полупроводников). Действие термопар основано на эффекте Зеебека (см. работу 2.4). Если контакты (обычно — спаи) проводящих элементов, образующих термопару, находятся при разных температурах, то в цепи термопары возникает эдс (термоэдс), величина которой однозначно определяется температурой «горячего» и «холодного» контактов и природой материалов, примененных в качестве термоэлектродов.

x В системе СИ  имеет размерность Дж/м с К , строго говоря он зависит от температуры, но в ограниченных интервалах температур может считаться постоянным.

y Учтите, что .

z Размерность коэффициента теплопроводности [Вт/м∙К].

aa Для молекул воздуха при нормальных условиях σ= 62,5*10^-16см²

bb

геометрические размеры цилиндра и проволоки

r₁ [м]r₂ [м]l [м]0,0001250,0050,42

cc Это тоже приложение закона нормального распределения к физическим явлениям в наиболее общем виде. Его можно вывести из основного уравнения МКТ и соотношения для давления , рассмотрев последнее в дифференциальной форме.

0 Литература