Елабужский государственный педагогический институт.
Ф.М.САБИРОВА, А.В.АКУЛИНИНА
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
По курсу общей физики молекулярная физика термодинамика
ДЛЯ СТУДЕНТОВ НЕФИЗИЧЕСКИХ
СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ И ЗАОЧНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ
Елабуга
2003
Печатается по решению Ученого совета Елабужского государственного педагогического института от 22 февраля 2003 г.
Кафедра общей физики
Рецензенты:
зав.кафедрой общей физики, канд. физ.-мат. наук, доцент ЕГПИ
Насыбуллин Р.А.,
преподаватель Елабужского филиала КГТУ им. Туполева
Кузнецова И.В.
Акулинина А.В., Сабирова Ф.М. Методическое пособие по курсу общей физики. Молекулярная физика. Термодинамика./ Учебно-методическое пособие для студентов нефизических специальностей и заочных отделений. – Елабуга: изд-во Елабужского пед. ин-та, 2003.– 66 с.
Елабужский государственный педагогический институт, 2003
Предисловие.
Предлагаемое учебно-методическое пособие предназначено для организации самостоятельной и аудиторной работы на лекционных и практических занятиях по курсу общей физики со студентами заочных отделений технико-экономического и физико-математического факультетов педагогического института. Оно написано по разделу “Молекулярная физика. Термодинамика” в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования. Теоретический и практический материал и распределен по четырем темам: основы молекулярно-кинетической теории газов; явления переноса в газах; основы начало термодинамики; реальные газы и жидкости, фазовые переходы.. По трем из перечисленных тем приведены блоки, посвященные решению задач, которые состоят из примеров решения задач и подборки задач для самостоятельного решения. Данное пособие рекомендовано для студентов специальностей с ограниченным число часов по физике, а также студентов заочной формы обучения. В данном случае предполагается возможность части материала пособия для самостоятельного изучения.
Введение
1. Статистический и термодинамический методы исследования вещества.
Молекулярная физика и термодинамика – разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул. Примером макроскопических систем могут служить газы, жидкости, твердые тела, плазма. Для исследования макроскопических процессов применяют два качественно различных и взаимно дополняющих друг друга метода: статистический (молекулярно-кинетический) и термодинамический. Первый лежит в основе молекулярной физики, второй – термодинамики.
Молекулярная физика – раздел физики, изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно-кинетических представлений, основывающихся на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении и взаимодействующих между собой по определенным законам. Здесь макроскопические свойства тел рассматриваются как проявление суммарного действия молекул. При этом в теории пользуются статистическими методом, интересуясь не движением отдельных молекул, а лишь такими средними величинами, которые характеризуют движение огромной совокупности частиц. Отсюда другое ее название - статистическая физика.
Термодинамика – раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Термодинамика не рассматривает микропроцессы, которые лежат в основе этих превращений. Этим термодинамический, или феноменологический, метод отличается от статистического. В основе термодинамического метода лежат два положения, являющиеся обобщением опыта многовековой деятельности человека и подтвержденные практикой. Преимущества термодинамического метода в весьма большой общности получаемых выводов.
Оба метода изучения физических явлений дополняют друг друга. Нельзя, например, излагать вопросы молекулярной физики, не обращаясь к понятиям термодинамики. В то же время, нельзя понять природу тех или иных явлений, описываемых в термодинамике без использования молекулярных представлений.
Основными параметрами вещества в молекулярно-кинетической теории (МКТ) являются параметры, относящиеся к микрочастице, в частности, масса микрочастиц – атомов, молекул, их размер, скорости их движения и характер взаимодействия, а также количество частиц в веществе или количество частиц в единице объема вещества (концентрация).
Основными термодинамическими (ТД) параметрами вещества являются температура, давление, масса вещества, объем, внутренняя энергия и ряд других.