14. Запишите и объясните основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Пусть имеется кубический сосуд с ребром длиной   и одна частица массой   в нём.Обозначим скорость движения  , тогда перед столкновением со стенкой сосуда импульс частицы равен  , а после —  , поэтому стенке передается импульс  . Время, через которое частица сталкивается с одной и той же стенкой, равно  .Отсюда следует: .Так как давление  , следовательно сила  Подставив, получим:  Преобразовав:  Так как рассматривается кубический сосуд,то  .Отсюда: .Соответственно,   и  .Таким образом, для большого числа частиц верно следующее:  , аналогично для осей y и z. Поскольку  , то  . Это следует из того, что все направления движения молекул в хаотичной среде равновероятны.Отсюда 

или  .Пусть   — среднее значение кинетической энергии всех молекул, тогда , откуда  .Для одного моля выражение примет вид 

15. Расскажите об энергетическом смысле температуры.

Неоднозначность введения температуры нулевым началом термо-динамики дает возможность выбора другой единицы ее измерения, более адекватной физическому механизму ее возникновения. Заметим, что по-стоянная Больцмана и температура всегда входят в основные физические законы в виде произведения kT. И даже когда та или иная характеристика системы определяется через постоянную Больцмана, она обязательно входит в формулировку некоторого закона, содержащую температуру таким образом, что в результате всегда возникает произведение kT. На-пример, закон теплопроводности утверждает, что тепло передается от более нагретого тела к менее нагретому, И количество передаваемой те-плоты пропорционально градиенту температуры T∇. При этом коэффи-циент теплопроводности оказывается пропорциональным первой степе-ни постоянной Больцмана. То же самое имеет место и для теплоемкости. И т.д. Можно предположить, что это не случайное совпадение, а общее положение.

16. Как определяется внутренняя энергия идеального газа?

Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры и не зависит от объема

18. Что такое случайная величина?

Случайная величина — это величина, которая принимает в результате опыта одно из множества значений, причём появление того или иного значения этой величины до её измерения нельзя точно предсказать.

19. Что такое плотность вероятности?

Пло́тность вероя́тности — один из способов задания вероятностной меры на евклидовом пространстве  . В случае когда вероятностная мера является распределением случайной величины, говорят о плотности случайной величины.

20. Как определяется среднее значение?

21. Как определяется дисперсия?

22. Как распределены частицы газа в пространстве при отсутствии внешних силовых полей?

23. Что такое флуктуация?

самопроизвольное отклонение системы от состояния термодинамического равновесия. Такие отклонения называются флуктуациями. В системах, содержащих большое число частиц, значительные отклонения от состояния равновесия имеют чрезвычайно малую вероятность.

24. Расскажите о распределении Больцмана частиц в пространстве при наличии внешнего потенциального поля.

25. Запишите выражение для плотности вероятности скорости молекул по Максвеллу,

26. Запишите выражение для плотности вероятности для модуля скорости.

27. Определите наиболее вероятную, среднюю и среднюю квадратичную скорости.

28. Поясните суть объединенного распределения Максвелла – Больцмана.

29. Запишите выражение для длины свободного пробега молекул идеального газа. От чего она зависит?

30. Запишите уравнение диффузии Фика. Как выражается коэффициент самодиффузии на основе модели идеального газа?.

31. Запишите закон теплопроводности Фурье. Как выражается коэффициент теплопроводности газов на основе модели идеального газа?

32. Введите понятия равновесного и неравновесного процессов, обратимого и необратимого процессов.

33. Сформулируйте первое начало термодинамики.

34. Почему теплоемкость газа в условиях изохорического процесса отличается от теплоемкости того же газа в условиях изобарического процесса?

35. Запишите уравнение адиабаты. Что такое показатель адиабаты?

36. Вычислите работу, совершаемую газом при изотермическом процессе.

37. Вычислите работу, совершаемую газом при изобарическом процессе.

38. Вычислите работу, совершаемую газом при адиабатическом процессе.

39. Что такое политропический процесс? Запишите уравнение политропы.

40. Объясните, когда круговой процесс может быть использован для тепловой машины, а когда – для холодильной.

41. Запишите общее выражение для КПД цикла.

42. В чем разница между тепловой машиной и холодильной машиной?

43. Расскажите об идеальном цикле Карно.

44. Выведите формулу для КПД цикла Карно.

45. Сформулируйте теоремы Карно.

46. Что такое термодинамическая энтропия? Сформулируйте закон неубывания энтропии.

47. Расскажите о различных формулировках второго начала термодинамики.

48. Запишите основное термодинамическое тождество.

49. Что такое свободная энергия?

50. Что такое энтальпия?

51. Введите понятие насыщенного пара.

52. Что такое критическая точка?

53. Расскажите о правиле рычага.

54. Запишите уравнение Ван-дер-Ваальса. Объясните его.

55. Как выражается теплоемкость газа Ван-дер-Ваальса?

56. Как выражается внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса?

57. В чем состоит процесс Джоуля-Томсона?

58. Что такое температура инверсии?

59. Что такое фаза состояния? Когда возможно равновесное двухфазное состояние вещества? Когда возможно равновесное трехфазное состояние вещества?

60. Что такое фазовый переход 1-го рода?

61. Расскажите о процессах испарения и сублимации.

62. Нарисуйте и объясните диаграмму состояния.

63. Что такое поверхностная энергия и поверхностное натяжение?

64. Что такое краевой угол?

65. Объясните формулу Лапласа для давления под изогнутой поверхностью жидкости.

66. Объясните капиллярные явления.

67. Сформулируйте закон Дюлонга и Пти, область его действия.

68. Расскажите о теории теплоемкости кристаллов по Эйнштейну.

69. Расскажите о теории теплоемкости кристаллов Дебая.