140

Предисловие

Конспект лекций по курсу «Термодинамика. Молекулярная физика» написан на основе лекций, читавшихся автором на протяжении многих лет для студентов специальности «Физика» физико-математического факультета Башкирского государственного педагогического университета.

Все изложение материала соответствуют программе курса «Термодинамика. Молекулярная физика», которая приведена в начале конспекта.

Курс лекций построен таким образом, что вначале рассматривается основы термодинамики, затем элементы статистической физики. В конце излагается применение этих методик для описания различных физических явлений.

Большое внимание уделяется к изложению основных законов термодинамики и статистической физики и приложению их для описания конкретных физических процессов.

Каждый раздел курса лекций завершается перечнем вопросов для контроля на сколько студент усвоил изложенный материал. Приведенные в конспекте лекций вопросы полезны для самоконтроля, а также для текущего контроля преподавателем знаний студентов.

Необходимость предложенного конспекта лекций связано с тем, что курс «Термодинамика. Молекулярная физика» обычно читается студентам I курса, которые не имеют навыка конспектирования лекций. Они все свое внимание уделяют записи материала, излагаемого лектором, отвлекаясь от сути рассматриваемого вопроса. При наличии такого конспекта лекций у студентов, преподаватель имеет больше возможностей обсуждения со студентами физическую основу рассматриваемого вопроса.

Программа курса «Молекулярная физика. Термодинамика.»

Пояснительная записка

Место дисциплины в системе профессиональной образовательной программы.

Курс молекулярная физика и термодинамика занимает особо важное место в физической науке. Это связано с тем, что курс молекулярной физики и термодинамики изучает свойства веществ в различных агрегатных состояниях, которые связаны с колоссальным количеством содержащихся в них атомов и молекул. В соответствии с этим этот раздел физики имеет огромное научное и практическое значение. Впервые в этом курсе изучаются особенности молекулярной формы движения и овладеваются методами изучения систем многих частиц. В курсе молекулярной физики и термодинамики изучается связь макроскопических параметров системы с межмолекулярным взаимодействием и микроскопическими характеристиками. В этом курсе так же изучается основы равновесной и неравновесной термодинамики, процессы самоорганизации. Изучение этого курса важно для становления физического мировоззрения студента и способствует его становлению как специалиста и грамотного учителя физики.

Преподавание курса молекулярная физика и термодинамика опирается на взаимосвязь лекций, практических занятий и лабораторного практикума, на самостоятельную и индивидуальную работу студентов.

Работа на практических и семинарских занятиях должна быть направлена на изучение и применение базовых моделей в конкретных условиях протекания физических явлений. Лабораторный практикум разделен на 2 части: «Вычислительный эксперимент», «Натурный эксперимент».

Введение в учебный процесс практикума по вычислительному эксперименту имеет целью привить студентам навыки построения физических и математических моделей разнообразных явлений и процессов, дать возможность на практике реализовать эти модели на персональном компьютере, научить анализировать результаты моделирования и оценить их адекватность.

Цели и задачи изучения дисциплины.

Основными целями при изучении курса «Молекулярная физика. Термодинамика» следует считать: 1) формирование современной естественно-научной картины мира, 2) понимание роли этого раздела физики в построении физической картины мира. В рамках заявленных целей обучение по курсу «Молекулярная физика. Термодинамика» призвано решить следующие задачи:

1. обучение студентов применению методов термодинамики и молекулярной физики к изучению свойств веществ;

2. ознакомить с предметом изучения и фундаментальными теориями в этой области науки;

3. познакомить с экспериментальными и теоретическими методами и устройством приборов, применяемых при исследованиях в этой области;

4. обосновать роль и место физических и математических моделей в структуре теории;

5. указать роль этого предмета в формировании учителя физики.

Требования к уровню подготовки

Студент, изучавший курс «Молекулярная физика. Термодинамика», должен овладеть следующими знаниями, умениями и навыками:

- Знать основные понятия и законы в рамках изучаемого курса;

• Знать представление о месте изучаемого курса в общем курсе физики;

• Уметь объяснять сущность физических явлений на основе изучаемых законов;

• Уметь решать физические задачи, связанные с описанием различных явлений, происходящих в телах при различных агрегатных состояниях.

• Уметь анализировать поведение физических и математических моделей в различных условиях и оценить их адекватность реальным явлениям.

Место дисциплины в учебном процессе и виды учебной работы.

Дисциплина общей трудоемкостью 352 часа рассчитан на 1 семестр (2семестр). Лекции 3 часа в неделю, практические занятия 3 часа в неделю, лабораторный практикум – 4 часа в неделю. Вычислительный эксперимент проводится в часах лабораторного практикума.

Распределение учебных часов.

Виды занятий	Всего часов
Общая трудоемкость	352
Аудиторные занятия	176
Лекции	54
Практические занятия	54
Лабораторные работы (всего) Натурный эксперимент Вычислительный эксперимент	68 60 8
Самостоятельная работа	176
Вид итогового контроля	Зачет, экзамен