Физика-5 (Термодинамика и статистическая физика). 2009

Ôèçèêà-5 (Òåðìîäèíàìèêà è ñòàòèñòè÷åñêàÿ ôèçèêà). 2009-2010 ó÷.ã.
Âîïðîñû ê êîëëîêâèóìó
Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è îïðåäåëåíèÿ:
1. Ïîíÿòèå ìèêðîñîñòîÿíèÿ è ìàêðîñîñòîÿíèÿ ôèçè÷åñêîé ñèñòåìû.
2. Ïîíÿòèå ìàêðîñêîïè÷åñêèõ (òåðìîäèíàìè÷åñêèõ) ïàðàìåòðîâ. Ïðèìåðû.
3. Ïîíÿòèå óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ ìàêðîñêîïè÷åñêîé ñèñòåìû.
4. Óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ èäåàëüíîãî êëàññè÷åñêîãî ãàçà.
5. Îïðåäåëåíèå ðàâíîâåñíîãî (êâàçèñòàòè÷åñêîãî) ïðîöåññà. Îáðàòèìûå è íåîáðàòèìûå ïðîöåññû.
6. Îïåðàöèîííîå îïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû.
7. Îïðåäåëåíèå àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû ñ ïîìîùüþ öèêëà Êàðíî.
8. Ïîíÿòèå ðàâíîâåñíîãî ñîñòîÿíèÿ ìàêðîñêîïè÷åñêîé ñèñòåìû (òåïëîâîãî ðàâíîâåñèÿ).
9. Òèïû êîíòàêòà ìàêðîñèñòåì. Ïîíÿòèÿ "êîëè÷åñòâà òåïëà" è "ðàáîòû".
10. Ïåðâûé çàêîí òåðìîäèíàìèêè.
11. Ïîíÿòèå òåïëîåìêîñòè ìàêðîñêîïè÷åñêîé ñèñòåìû.
12. Âòîðîé çàêîí òåðìîäèíàìèêè: ôîðìóëèðîâêè Êëàóçèóñà è Òîìñîíà.
13. Òåðìîäèíàìè÷åñêîå îïðåäåëåíèå ýíòðîïèè. Ñâÿçü ìåæäó èçìåíåíèåì ýíòðîïèè â îáðàòèìîì ïðîöåññå è êîëè÷åñòâîì òåïëà, ïîëó÷àåìûì ñèñòåìîé.
14. Çàêîí âîçðàñòàíèÿ ýíòðîïèè. Íåðàâåíñòâî Êëàóçèóñà.
15.
Ïîíÿòèå "ñòàòèñòè÷åñêîãî âåñà ìàêðîñêîïè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ".
Ñâÿçü ñòàòèñòè÷åñêîãî âåñà è
ýíòðîïèè (ôîðìóëà Áîëüöìàíà).
16.
Ñðåäíåå âðåìÿ ïðîáåãà ìîëåêóëû â ãàçå.
Ñâÿçü ñðåäíåãî âðåìåíè ïðîáåãà ñî ñðåäíåé äëèíîé
ïðîáåãà è ñðåäíåé ñêîðîñòüþ ìîëåêóëû.
17.
Ðàñïðåäåëåíèå âåðîÿòíîñòåé äëÿ îäíîé è íåñêîëüêèõ äèñêðåòíûõ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí.
Óñëîâèå
íîðìèðîâêè. Âû÷èñëåíèå ñðåäíèõ çíà÷åíèé ñ ïîìîùüþ ðàñïðåäåëåíèÿ âåðîÿòíîñòåé.
18. Ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ äëÿ íåïðåðûâíîé ñëó÷àéíîé âåëè÷èíû. Óñëîâèå íîðìèðîâêè. Âû÷èñëåíèå
ñðåäíèõ çíà÷åíèé ñ ïîìîùüþ ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ.
19. Ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ íåñêîëüêèõ íåïðåðûâíûõ ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí.
20. Ðàâíîâåñíàÿ ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë èäåàëüíîãî ãàçà ïî çíà÷åíèÿì ïðîåêöèé ñêîðîñòè.
21. Ðàâíîâåñíàÿ ôóíêöèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë èäåàëüíîãî ãàçà ïî çíà÷åíèÿì ìîäóëÿ ñêîðîñòè.
22. Ðàñïðåäåëåíèå Áîëüöìàíà. Áàðîìåòðè÷åñêàÿ ôîðìóëà.
23. Èçîòåðìû ðåàëüíûõ êëàññè÷åñêèõ ãàçîâ. Êðèòè÷åñêàÿ òî÷êà. Óðàâíåíèå Âàí-äåð-Âààëüñà.
Âûâîä îñíîâíûõ ñîîòíîøåíèé:
1. Ðàáîòà èäåàëüíîãî êëàññè÷åñêîãî ãàçà â èçîïðîöåññàõ.
2. Âû÷èñëåíèå òåïëîåìêîñòåé èäåàëüíîãî êëàññè÷åñêîãî ãàçà (
3. Ñâÿçü ìåæäó òåïëîåìêîñòÿìè
Cp
è
CV
Cp
è
CV
).
êëàññè÷åñêîãî èäåàëüíîãî ãàçà.
4. Âûâîä óðàâíåíèÿ àäèàáàòû êëàññè÷åñêîãî èäåàëüíîãî ãàçà.
5. Âûâîä âûðàæåíèÿ äëÿ ðàâíîâåñíîé ýíòðîïèè êëàññè÷åñêîãî èäåàëüíîãî ãàçà.
6. Âû÷èñëåíèå íîðìèðîâî÷íîé ïîñòîÿííîé â ðàñïðåäåëåíèè Ìàêñâåëëà.
7. Âûâîä ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ìîëåêóë ðàâíîâåñíîãî êëàññè÷åñêîãî ãàçà ïî ìîäóëþ ñêîðîñòè èç
ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ïî çíà÷åíèÿì ïðîåêöèé ñêîðîñòè.
8. Âû÷èñëåíèå íàèáîëåå âåðîÿòíîé ñêîðîñòè ìîëåêóëû ñ ïîìîùüþ ðàñïðåäåëåíèÿ Ìàêñâåëëà.
9. Âû÷èñëåíèå ñðåäíåé ñêîðîñòè ìîëåêóëû è ñðåäíåêâàäðàòè÷íîé ñêîðîñòè ñ ïîìîùüþ ðàñïðåäåëåíèÿ
Ìàêñâåëëà.
10. Âû÷èñëåíèå ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ìîëåêóëû â ðàâíîâåñíîì êëàññè÷åñêîì ãàçå
ñ ïîìîùüþ ðàñïðåäåëåíèÿ Ìàêñâåëëà.
11. Âûâîä áàðîìåòðè÷åñêîé ôîðìóëû èç ðàñïðåäåëåíèÿ Áîëüöìàíà.
12. Âûâîä âûðàæåíèÿ äëÿ âíóòðåííåé ýíåðãèè íåèäåàëüíîãî ãàçà â ìîäåëè Âàí-äåð-Âààëüñà.
Ëèòåðàòóðà:
1. È.Â. Ñàâåëüåâ. Êóðñ îáùåé ôèçèêè. Ðàçäåë Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà - òîì 1 (òðåõòîìíîå èçäàíèå);
òîì 3 (ïÿòèòîìíîå èçäàíèå)
2. Â.Ã. Ìîðîçîâ, Þ.Ê. Ôåòèñîâ. Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà. ÌÈÐÝÀ, 1999 ã.