МУ к практическим занятиям

1. Кинематика и динамика поступательного и вращательного движения. – Павлов

1.13, 1.14., 1.26, 1.39, 1.47, 1.153

2. Механические колебания и волны. – Мощенко

4.3, 4.25, 4.28, 4.118

3. Механика жидкости. – Ларина

1.214, 1.225, 1.229, 1.231

4. Молекулярная физика и термодинамика. – Снежков

2.7, 2.15, 2.30, 2.54, 2.58, 2.61

5. Электростатика и электромагнетизм. – Гольцов

3.10, 3.17, 3.75, 3.120, 3.143, 3.179

6. Геометрическая и волновая оптика. – Чебанова

5.7, 5.29, 5.45, 5.68, 5.88

7. Корпускулярные свойства света и тепловое излучение. – Чебанова

5.200, 5.212, 5.228, 5.178

8. Физика атома и атомного ядра. – Бугаян

6.5, 6.11, задачи 1, 2, 3 со стр. 351 (примеры решения задач)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Утверждено

на заседании кафедры физики

08 февраля 2012 г.

Методические указания

к практическим занятиям

«Молекулярная физика и термодинамика»

Методические указания для всех специальностей и

для всех профилей всех направлений бакалавриата

очной и заочной форм обучения

Ростов-на-Дону

2012

УДК 531.383

Методические указания к практическим занятиям «Кинематика и динамика поступательного и вращательного движения». – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2012. – 6 с.

Методические указания содержат краткую теорию по молекулярной физике и термодинамике, в качестве пояснений к решению серии задач данного раздела физики.

Методические указания основаны на учебном пособии «Курс физики» и на «Сборнике задач по курсу физики» Т.И. Трофимовой (изд-во Высшая школа), соответствующих действующей программе курса физики для всех специальностей и для всех профилей всех направлений бакалавриата.

Предназначены для проведения практического занятия «Молекулярная физика и термодинамика» по программе курса физики для студентов всех специальностей и всех профилей всех направлений бакалавриата очной и заочной форм обучения.

УДК 531.383

Составитель проф. А.Н. Павлов

Рецензент доц. Ю.И. Гольцов

Редактор н.Е. Гладких

Темплан 2012 г., поз. ___

Подписано в печать ____). Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд.л 0,5. Тираж 100 экз. Заказ

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета.

334022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

© Ростовский государственный

строительный университет, 2012

Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физика и термодинамика изучают закономерности тепловой формы движения материи на основе ее молекулярного строения, взаимодействия и движения большой совокупности частиц.

В основе термодинамики лежат фундаментальные законы или принципы, установленные на основании обобщения опытных фактов. Первый закон устанавливает количественные превращения энергии из одного вида в другие, второй определяет условия этих превращений.

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории идеального газа

1. Физические тела имеют дискретное строение. Они состоят из частиц

(молекул, атомов, ионов). Для измерения количества вещества введена единица, которая называется молем. Моль – это количество однородного вещества, которое содержит столько же молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода. Число N_А молекул или атомов в моле любого вещества называют постоянной Авогадро: N_А = 6,023∙10²³ моль^-1.

□ Масса одного моля вещества называется молярной массой. Обозначается буквой М и равна произведению массы m_М молекулы данного вещества на постоянную Авогадро: М = m_M N_A. Масса m любого количества вещества в теле m = nM, где n = m/M - число молей.

□ Объем одного моля вещества называется молярным объемом. Если обозначить молярный объем V_M, тогда объем тела V = mV_M/M.

2. Частицы находятся в непрерывном беспорядочном движении, что

доказывают явления диффузии и броуновского движение. Броуновское движение – это беспорядочное движение нерастворимых твердых частиц малых размеров (≈ 10^-6) в жидкости или газе.

3. Между частицами происходит взаимодействие, которое характеризуется

силами притяжения и силами отталкивания.

□ Идеальный газ – это такая модель газа, в которой не учитывают размеры молекул, их взаимодействие, а столкновение молекул рассматривают как абсолютно упругий удар.

□ Основное уравнение молекулярно – кинетической теории газа устанавливает зависимость между давлением газа на стенки сосуда и средней кинетической энергией движения молекул.

Физическую величину, равную отношению силы F, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности S, называют давлением p: p = F/S. За единицу давления, принимают такое давление, которое производит сила 1 Н на 1 м². Единица давления 1 Н/м² называется паскалем. 1 Па = 1 Н/м². □ Давление идеального газа зависит от концентрации молекул n и их средней кинетической энергии ‹e_к› молекул:

р = ⅔ n‹e_к› = ⅔ n m‹v²› /2,

где концентрация n молекул – это отношение числа всех молекул к занимаемому ими объему V: n = N/V; ‹e_к› - средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения одной молекулы. □ средняя квадратичная скорость молекул: ‹v_кв› = = ; R = 8,31 Дж/(моль∙К) - универсальная (молярная) газовая постоянная; k = R/N_A = 1,38∙10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана; N_A= 6,02∙10²³ моль^-1; m - масса молекулы.

□ Среднее значение модуля скорости: ‹v› = . □ Вероятное значение модуля скорости: v_в =

□ В состоянии теплового равновесия средние кинетические энергии всех молекул одинаковы.

□Температура – мера средней кинетической энергии теплового движения частиц. Любая температура Т по шкале Кельвина связана с той же температурой t по шкале Цельсия формулой T К = t + 273 ^oC.