- •Механика, молекулярная физика и термодинамика Учебное пособие
- •Омск 2007
- •Введение
- •Разделы содержания теоретического курса, представленные в пособии
- •1. Физические основы механики
- •2. Молекулярная физика и термодинамика
- •I. Механика и элементы специальной теории относительности
- •1. Кинематика поступательного и вращательного движений материальной точки
- •1.1. Кинематические характеристики движения материальной точки
- •1.2. Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения
- •1.3. Основная задача кинематики
- •1.4. Вращательное движение и его кинематические характеристики
- •2. Динамика поступательного и вращательного движений
- •Законы Ньютона Первый закон Ньютона: всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния.
- •Третий закон Ньютона: силы, с которыми действуют друг на друга взаимодействующие тела, равны по величине и противоположны по направлению:
- •2.2. Динамика вращательного движения твердого тела
- •3. Работа и механическая энергия
- •3.1. Работа и мощность при поступательном и вращательном движениях
- •3.2. Консервативные и неконсервативные силы
- •3.3. Кинетическая энергия при поступательном и вращательном движениях
- •3.4. Потенциальная энергия
- •4. Законы сохранения в механике
- •4.1. Закон сохранения механической энергии
- •4.2. Закон сохранения импульса. Центральный удар двух тел
- •4.3. Закон сохранения момента импульса
- •5.3. Релятивистские масса и импульс. Взаимосвязь массы и энергии
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольное задание №1
- •II. Основы молекулярной физики и термодинамики
- •1. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
- •1.1. Уравнение состояния
- •1.2. Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса
- •1.3. Внутренняя энергия
- •1.4. Статистические распределения
- •1.4.1. Распределение Максвелла
- •1.4.2. Распределение Больцмана
- •1.5. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул
- •1.6. Явления переноса в газах
- •2. Основы термодинамики
- •2.1. Первое начало термодинамики
- •2.2. Работа газа при изменении его объема
- •2.3. Теплоемкость
- •2.4. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам
- •2.5. Адиабатический процесс
- •2.6. Обратимые и необратимые процессы. Коэффициент полезного действия теплового двигателя
- •2.7. Второе начало термодинамики
- •2.8. Цикл Карно и теорема Карно
- •2.9. Термодинамическое неравенство Клаузиуса. Энтропия
- •2.10. Фазовое пространство. Микро- и макросостояния системы
- •2.11. Статистический вес (термодинамическая вероятность) макросостояния и его связь с энтропией
- •Примеры решения задач
- •Для расчета средней квадратичной скорости выражение (1) удобно преобразовать, умножив числитель и знаменатель на na:
- •На основании первого начала термодинамики
- •Так как точки в и с принадлежат адиабате вс, то
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольное задание №2
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Разделы содержания теоретического курса, представленные в пособии...…4
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
Механика, молекулярная физика и термодинамика Учебное пособие
2-е издание, исправленное и дополненное
Омск 2007
УДК 531+539.19+536 (075)
ББК 22.2+22.36+22.317я73
М51
Рецензенты:
Зав. кафедрой физики Сибирской автомобильно-дорожной академии, д.т.н., профессор Ю.К. Машков; профессор кафедры педагогических информационных технологий и дополнительного образования Омского государственного университета, д.т.н. К.Н. Полещенко.
М51 Механика, молекулярная физика и термодинамика: учеб. пособие/ сост.: В. П. Шабалин, О. В. Кропотин, А. И. Блесман, Т.Н. Кондратьева, О. Ю. Павловская, В. О. Нижникова. 2-е изд., испр. и доп. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. 74 с.
ISBN
Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов очно-заочной и заочной форм обучения инженерно-технических специальностей высших учебных заведений.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета.
© Составители, 2007
© Омский государственный
ISBN технический университет, 2007
Введение
Цель настоящего учебного пособия – оказать помощь студентам заочной и вечерней форм обучения инженерно-технических специальностей высших учебных заведений в изучении курса физики по разделам:
классическая механика;
специальная теория относительности (релятивистская механика);
молекулярная физика;
термодинамика.
Это соответствует первому семестру в изучении курса физики.
В пособии приводится содержание теоретического курса по перечисленным разделам и требования к оформлению контрольных заданий, которыми следует руководствоваться при самостоятельной работе.
Основной учебный материал программы курса в пособии распределен на два раздела. В каждом из них даны примеры решения физических задач, задачи для самостоятельного решения с ответами и контрольное задание по данному разделу. Задачи в контрольных заданиях подобраны так, чтобы закрепить тот учебный материал, который излагается в данном разделе.
При работе с пособием студентам-заочникам рекомендуется следующее:
1. Выбрать какой-либо учебник по курсу физики из тех, что приводятся в списке литературы. В данном пособии учебный материал излагается в сжатой форме, поэтому необходимо использовать дополнительную литературу. Это позволит усвоить доказательства основных законов физики и примеры их использования при решении задач.
2. Чтение учебного пособия следует сопровождать составлением конспекта, в котором записываются формулировки законов и формулы, выражающие законы, определения физических величин и единиц их измерения, делаются рисунки и выполняется решение типовых задач.
3. Самостоятельную работу по изучению физики студент должен подвергать систематическому самоконтролю. С этой целью после изучения очередного раздела следует ставить вопросы, касающиеся формулировок законов, определений физических величин, и отвечать на эти вопросы. При этом надо использовать рабочую программу (содержание теоретического курса). Студент не должен ограничиваться только запоминанием физических формул. От него требуется умение самостоятельно делать выводы формул и проводить доказательства физических законов.
4. Чтобы подготовиться к выполнению контрольной работы, следует после изучения очередного раздела внимательно разобрать помещенные в пособии примеры решения типовых задач, решить задачи, предназначенные для самостоятельного решения.