- •1.Предмет и задачи тд. Модели тд.
- •2.Модели тд. Объяснение агрегатных состояний вещества.
- •3.Методы тд.
- •4.Исходные понятия тд.
- •5.Постулаты термодинамики.
- •6.Начала тд.
- •7.Термическое и калорическое уравнения состояния. Термическое уравнение состояние идеального газа.
- •8.Внутренняя энергия идеального газа. Калорическое уравнение состояние идеального газа.
- •9.I начало термодинамики.
- •I начало тд обобщает закон сохранения энергии для тд процессов: количество теплоты, сообщаемое системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы.
- •10.Теплоемкость.
- •11.Теплоемкость идеального газа.
- •12. 13.Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Число степеней свободы молекул. Число степеней свободы молекул. Выражение для внутренней энергии идеального газа.
- •14.Изохорический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •15.I начало термодинамики в изохорическом процессе.
- •16.Изобарический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •17. I начало термодинамики в изобарическом процессе.
- •18.Изотермический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •19.I начало термодинамики в изотермическом процессе.
- •20.Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты. График адиабаты.
- •21.I начало термодинамики в адиабатическом процессе.
- •22.Политропный процесс. Уравнение политропы, показатель политропы, график политропы.
- •23.I начало термодинамики в политропном процессе.
- •24.Изопроцессы как предельные случаи политропного процесса.
- •25.Обратимые и циклические процессы.
- •26. Тепловые машины. Эффективность работы тепловой машины.
- •27.Холодильные машины. Эффективность работы холодильной машины.
- •28.29.Цикл Карно. К.П.Д. Цикла Карно. Идеальная тепловая машина Карно.
- •30. I Теорема Карно.
- •31.II теорема Карно. Реальные тепловые машины.
- •32.II начало термодинамики в формулировках Кельвина и Клаузиуса.
- •33.Тождество Клаузиуса, неравенство Клаузиуса.
- •34. Понятие энтропии. Свойства энтропии. Размерность.
- •35.Энтропия в обратимых и необратимых процессах.
- •36. Энтропия идеального газа.
- •37.III начало тд. Следствия III начала тд.
- •38.Энтальпия.
- •39.Свободная энергия идеального газа.
- •40.Метод тд потенциалов.
- •С 41 по 46 не разделила!смотреть тут(то что красным)!!!:
- •48.Условия равновесия и устойчивости системы в термостате при постоянном объеме.
- •49.Условия равновесия и устойчивости системы в термостате при постоянном внешнем давлении.
- •50.Условия равновесия и устойчивости системы при постоянных энтропии и давлении.
- •51. Условия равновесия и устойчивости системы при постоянных энтропии и объеме.
- •52.Условия равновесия и устойчивости системы с переменным числом частиц в термостате, при постоянных химическом потенциале и объеме.
- •53. Условия равновесия и устойчивости двухфазной однокомпонентной изолированной системы.
- •54.Принцип Ле Шателье-Брауна. Примеры проявления принципа Ле Шателье-Брауна.
- •55.Начала статистической физики: исходные понятия теории вероятности.
- •56.Начала статистической физики: макро- и микросостояния, статистический ансамбль, микроканонический ансамбль, постулат равновероятности.
- •57.Начала статистической физики: эргодическая гипотеза, статистический вес, статистическое толкование энтропии.
- •58.Начала статистической физики: флуктуации.
- •65.Характерные скорости распределения Максвелла: средняя квадратичная скорость.
- •66.Характерные скорости распределения Максвелла: наиболее вероятная скорость.
- •67. Подсчет числа молекул скорости, которых лежат в заданном диапазоне.
- •68.Экспериментальная проверка закона распределения.
- •69.Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа.
- •70.Вывод уравнения состояния. Закон Дальтона. Закон Авогадро.
- •71.72.( Не разделены!)Распределение Больцмана. (72)Барометрическая формула.
- •73.Экспериментальное определение постоянной Авогадро.
- •74.Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.
- •75.Расхождение теории теплоемкости идеального газа с экспериментом.
- •76.Статистика Ферми-Дирака (подсчет числа микросостояний, функция распределения).
- •77.Статистика Бозе-Эйнштейна (подсчет числа микросостояний, функция распределения).
- •78.Длина свободного пробега.
- •79.Частота столкновений в единицу времени, понятие физического вакуума.
- •80.Явления переноса: теплопроводность.
- •81.Явления переноса: диффузия.
- •82.Явления переноса: вязкое трение.
- •83.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения переноса параметра .
- •84.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента диффузии.
- •85.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента теплопроводности.
- •86.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента вязкости.
- •87.Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.
- •88.Вывод уравнения Ван-дер-Ваальса.
- •89.Изотермы Ван-дер-Ваальса.
- •Часть 7—6 — отвечает газообразному состоянию;
- •Часть 2—1 — жидкому;
- •Часть 6—2, — горизонтальный участок, соответствующий равновесию жидкой и газообразной фаз вещества.
- •90.Фазовые переходы. Уравнения Клайперона-Клаузиуса.
- •91.Поверхностное натяжение в жидкостях.
- •92.Смачивание
- •93.Капиллярные явления. Формула Лапласса.
- •94.Строение твердых тел. Классификация элементарных ячеек.
- •95.Дефекты кристаллических решеток.
- •96.Температура. Температурные шкалы. Способы измерения.
1.Предмет и задачи тд. Модели тд.
Предметом ТД и СтФ является изучение молекулярной формы движения вещества, т.е. движения больших совокупностей частиц, а именно молекул. Это науки о строении, физических свойствах, и агрегатных состояниях вещества, рассматриваемого как совокупность большого числа молекул, которые взаимодействуют между собой и находятся в тепловом движении. Макроскопические свойства вещества, которые изучаются ТД и СтФ считаются независимыми от внутреннего состояния.
Молекула – это наименьшая часть вещества, сохраняющая все его свойства.
Тепловое движение – беспорядочное хаотическое движение, не имеющее какого-либо преимущественного направления. Интенсивность движения зависит от температуры тела.
Задачи ТД и СтФ:
Изучение особенностей молекулярной формы движения самой по себе, а именно: исследование строения вещества и его изменение под влиянием внешних воздействий; изучение явлений переноса – диффузии, теплопроводности, внутреннего трения; исследование критических состояний вещества; исследование поверхностных явлений на границе раздела фаз вещества.
Овладение методами изучения систем многих частиц (не обязательно молекул), а именно динамическим, термодинамическим и статистическим методами и соответствующими понятиями. Отработка и развитие этих методов.
Изучая строение и свойства окружающего нас мира, мы используем опыт, как инструмент познания. Количественное описание нам помогают делать абстрактные модели изучаемого предмета, или какого-либо его свойства. Эти модели не учитывают другие свойства предмета, не существенные в данном конкретном случае.
2.Модели тд. Объяснение агрегатных состояний вещества.
ТД и Молекулярная физика предлагают другие модели:
Материальные тела состоят из большого числа взаимодействующих частиц (атомов и молекул), причем известно строение атомов и молекул.
Частицы взаимодействуют по некоторым законам и соответствующим образом движутся.
Сами атомы и молекулы так же могут быть представлены некоторыми моделями, в зависимости от характера рассматриваемого явления. Например, моделью материальной точки, абсолютно твердого тела или моделью учитывающей внутреннюю структуру атомов или молекул.
Взаимодействие и движение так же можно рассматривать или чисто классически, или учитывать квантовые закономерности при движении микрочастиц.
Одним из примеров модели материального тела является модель идеального газа. По определению он состоит из точечных частиц с конечной массой, которые не взаимодействуют между собой. Частицы сталкиваются по законам абсолютно упругого удара, по законам соударения шаров. Так как точечные частицы испытывают только лобовые столкновения, приводящие к изменению их скоростей на обратные. Лобовые столкновения не изменяют скоростей частиц, на какие либо другие углы.
Использование модели материального тела уже на начальном этапе позволяет объяснить агрегатные состояния вещества. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении и обладают определенной кинетической энергией. Силы притяжения стремятся связать атомы и молекулы в единое целое, а наличие кинетической энергии препятствует этому т.о. количественной мерой интенсивности их взаимодействия является потенциальная энергия притяжения и кинетическая энергия хаотического движения, препятствующая этому.Таким образом, если суммарная кинетическая энергия молекул системы много больше суммарной потенциальной энергии взаимодействия (взаимного притяжения) , то вещество находится в газообразном состоянии. В газообразном состоянии система не сохраняет ни формы ни объема. Молекулярное движение выглядит так, большую часть времени молекула движется без взаимодействия, затем в небольшой области меняет направление движения, в результате столкновения с другой молекулой. Расстояние, пролетаемое молекулами между столкновениями, в сотни раз больше (сотни тысяч) диаметра молекул. Одновременное столкновение трех и более молекул встречается редко. Траектория движения молекул ломаная линия.
Если - суммарная кинетическая энергия молекул системы много меньше суммарной потенциальной энергии взаимодействия (взаимного притяжения), то вещество находится в твердом состоянии. В твердом состоянии молекулы и атомы сильно сцеплены друг с другом, вещество сохраняет форму и объем. При деформации возникают силы, стремящиеся восстановить форму и объем. Молекулы и атомы располагаются в строго определенных местах и образуют кристаллическую решетку. Молекулярное движение выглядит так, молекулы колеблются около некоторого положения равновесия, называемого узлом кристаллической решетки. Покидать область внутри узлов они, как правило, не могут. Линии, вдоль которых происходят колебания и амплитуда колебаний меняются с течением времени, но за большие, по сравнению с периодом колебаний промежутки времени. Вдоль фиксированной линии совершается достаточно много колебаний, прежде чем направление колебаний изменится. С учетом этого траекторию движения отдельной молекулы можно изобразить как последовательность линейных колебаний с различными амплитудами и в различных направлениях.
Если - суммарная кинетическая энергия молекул системы примерно равна суммарной потенциальной энергии взаимодействия (взаимного притяжения), то вещество находится в жидком состоянии. Видком состоянии вещество стремится сохранить объем, но не сохраняет форму. Молекулы жидкости находятся близко друг от друга, как бы соприкасаясь, однако их положение не фиксировано, они сравнительно медленно меняют положение друг относительно друга. Траектория можно представить в виде непрерывной кривой. Иногда молекулы соединяются в агрегаты, состоящие из большого числа молекул. Причем, расположение молекул определенным образом упорядочено, в этом случае жидкости обладают некоторыми свойствами, характерными для твердых тел (т.н. жидкие кристаллы).В настоящее время хорошо разработана теория газообразного и твердого состояния, теория жидкого состояния наименее разработана.