Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Явления переноса в термодинамических неравновесных средах

Явления переноса в термодинамических неравновесных средах. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Вакуумные условия. Теплопроводность. Уравнение Фурье. Коэффициент теплопроводности. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент диффузии. Внутреннее трение (вязкость). Закон Ньютона. Динамическая вязкость.

Введение в термодинамику. Преимущества и недостатки термодинамического подхода. Термодинамическая система, процесс, параметры. Число степеней свободы. Закон Больцмана о равнораспределении энергии по степеням свободы молекулы. Первое начало термодинамики. Работа газа при изменении объема.

Теплоемкость. Теплоемкость удельная и молярная. Вывод уравнения Майера. Коэффициент Пуассона. Экспериментальная зависимость теплоемкости газа от температуры.

Применение первого начала термодинамики к расчету изопроцессов. Изохорный, изобарный, изотермический и адиабатический процессы.

Круговые процессы. Прямой и обратный цикл. Тепловой двигатель и холодильная машина. Термический коэффициент полезного действия. Обратимые и необратимые процессы. Цикл Карно.

Второе начало термодинамики. Формулировка Клаузиуса. Вечный двигатель второго рода. Формулировка Кельвина-Планка. Энтропия. Приведенное количество теплоты. Термодинамическое определение энтропии. Изменение энтропии при изопроцессах. Принцип возрастания энтропии. Тепловая смерть Вселенной. Статистическое толкование энтропии. Микро- и макросостояние системы. Термодинамическая вероятность. Формула Больцмана. Изменение энтропии открытых систем. Теорема Нернста.

Реальные газы. Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Уравнения Ван-дер-Ваальса. Анализ изотерм Ван-дер-Ваальса. Сжижение газов.

Фазовые переходы. Фазовые переходы 1 и 2-го рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Диаграмма состояний. Тройная точка.

Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение, смачивание. Давление под искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления.

Твердые тела. Представление о кристаллических решетках и дефектах. Теплоемкость твердых тел.

Число лекционных часов, отводимых на тему «Основы механики», равно 18, причём, 6 из них используется на тему «Основы СТО». Количество лекционных часов, посвящённых теме «Основы молекулярной физики и термодинамики», равно 18.

В связи с тем, что обучение во втором семестре заканчивается зачётом, то целесообразным представляется провести зачёт в форме теста. Автор предлагаемых тестовых заданий исходил из своего понимания того, какие знания важно обязательно проверить при тестировании. Эти знания, по его мнению, являются базовыми, без них будет затруднено дальнейшее изучение физики в высшей школе.