Содержание [DOC, 105.5 КБ]

N
Наименова
разние
дела
раздела
Трудоёмкость (академических часов) и содержание занятий
Аудиторная работа
Семинары
Лекции
1
2
Введение
Статистическ
ий метод
2 часа
Предмет молекулярной физики.
Основные положения молекулярнокинетической теории. Методы
описания систем многих частиц
2 часа
Основные понятия теории
вероятностей. Случайная величина.
Вероятность. Элементы
комбинаторики.
2 часа
2 часа
Статистический подход к
Дискретная и непрерывная
описанию молекулярных
случайные величины
явлений. Понятие о
Вероятность и плотность
статистических закономерностях.
вероятности. Среднее значение и
Основные понятия теории вероятностей.
дисперсия
2 часа
Идеальный газ. Равновесное
пространственное распределение
частиц идеального газа.
Флуктуации плотности идеального газа Биномиальное распределение (распределение Бернулли).
3 часа
Биномиальное распределение.
Пространственное распределение
частиц идеального газа.
Флуктуации плотности.
.
2 часа
2 часа
Предельные случаи биномиально- Распределения Пуассона и
го распределения: распределения Гаусса.
Пуассона и Гаусса. Примеры их
применения .
2 часа
Распределение молекул газа
по скоростям. Распределение
Максвелла. Принцип детального
равновесия. Характерные скорости молекул. Распределение молекул по компонентам скоростей
2 часа
Распределение молекул газа по
скоростям. Распределение Максвелла. Молекулярная эффузия
Форма
текущего
контроля
Самостоятельная работа
Лабораторные работы
3 часа
Работа с лекционным материалом.
Знакомство с основными понятиями
теории вероятности, компьютерным
моделированием движения молекул,
используя Интернет-рессурсы
Выполнение домашнего задания
Т
ДЗ,
КР,
Оп
Об,
РС.
3 часа
Работа с лекционным материалом.
Знакомство с основными понятиями
теории вероятности Расчет средних
значений и дисперсии для различных
случайных величин. Выполнение
домашнего задания
3 часа
Вычисление средних значений и
дисперсия случайноых величин,
подчиняющихся биномиальному
распределению. Выполнение
домашнего задания
4 часа
Вывод предельным переходом из
биномиального распределения
распределения Пуассона и
нормального распределения. Оценки
вероятностей разных событий с
использованием этих формул.
Выполнение домашнего заадания
3 часа
Вычисление наивероятной, средней и
среднеквадраьтичной скоростей и их
оценка. Выполнение домашнего
задания
…
…
2 часа
2 часа
Основное
уравнение
молекулярноОсновное уравнение
кинетической теории (МКТ) идеального
молекулярно-кинетической
газа. Законы Дальтона и Авогадро.
теории идеального газа. Законы
Уравнение Клапейрона – Менделеева. Дальтона и Авогадро. Уравнение
Клапейрона – Менделеева
4 часа
Вывод основного уравнения МКТ и
уравнения Клайперона-Менделеева.
Оценка парциальных давлений
компонент воздуха. Выполнение
домашнего задания. Подготовка к
контрольной работе
3 часа
2 часа
Идеальный газ во внешнем
Контрольная работа
потенциальном поле. Распределение Больцмана. Барометрическая
формула. Опыты, подтверждающие распределения Максвелла и
Больцмана. Опыты Перрена по
определению числа Авогадро.
Температура и ее статистический
смысл. Распределение Гиббса.
Распределение
Максвелла  Больцмана.
3 часа
Расчет термодинамической
вероятности микросостояний
идеального газа. Вывод
распределения Гиббса и МаксвеллаБольцмана. Выполнение домашнего
задания
2 часа
2 часа
Столкновения молекул в газе.
Газ во внешнем потенциальном
Степени свободы статистической пополе. Барометрическая формула.
системы. Броуновское движение РаРаспределение Больцмана.
.Длина свободного пробега.
Частота сосоударений.Газокинетический диаметр. Расссеяние молекулярных
пучков в в газе. Теорема о равраномерном распределении
кинетической энергии по
степеням свободы. Броуновское
движение. Формула Эйнштейна.
Движение молекул и атомов в
жидкостях и твердых телах.
2 часа
2 часа
Явления переноса.Диффузия;
Степени свободы статистической
закон Фика. Внутреннее
системы. Распределение энергии по
трение (перенос импульса);
степеням свободы. Броуновское
движение
закон Ньютона  Стокса.
Теплопроводность; закон Фурье.
Связь коэффициентов
переноса с молекулярно-кинетическими характеристиками
вещества.
3 часа
Работа над ошибками в контрольной
Вывод Распределения Больцмана.
Его применение к результатам опыта
Перрена и оценка постоянной
Больцмана. Выполнение домашнего
задания
4 ч4 часа
Вывод Формулы Эйнштейна. Ее
применение к результатам опыта
Перрена и оценка постоянной
Больцмана. Выполнение домашнего
задания
ре
р
пе
О
О
ттт
2 часа
2 часа
Нестационарные явления переноса. Стационарные явления переноса.
Уравнение теплопроводности.
Уравнения Фика, Фурье, Ньютона –
Уравнение диффузии. Времена
Стокса. Явления переноса в
релаксации.
разреженных газах.
3 часа
Вывод уравнения переноса и оценка
коэффициентов переноса
газов, жидкостей и твердых тел.
Выполнение домашнего задания.
2 часа
Канонический и микроканонический ансамбли. Микро- и
макросостояния. Статистический
смысл температуры. Распределение Гиббса.
3
Термодинами
ка
2 часа
Нестационарные явления переноса.
Уравнения диффузии и
теплопроводности. Времена
релаксации.
4 часа
Вывод нестационарного
уравнения диффузии и
теплопроводности и оценка
времен релаксации. Выпонение
домашнего задания. Подготовка к
контрольной работе
3 часа
2 часа
Понятия равновесного состояния и
Контрольная работа
температуры. Нулевое начало
термодинамики. Принципы
конструирования термометра.
Эмпирическая шкала температур.
Термодинамический подход к
описанию молекулярных явлений.
Понятие термодинамического
равновесия. Квазистатические
процессы. Обратимые и необрати
мые процессы. Первое начало
термодинамики. Его применение
к процессам в идеальном газе.
3 часа
Проработка лекционного материала.
Сопоставление шкал Цельсия,
Реомюра и Фаренгейта. Выполнение
домашнего задания
2 часа
Теплоемкость системы. Теплоемкость идеального газа. Связь
теплоемкости газа с числом степеней свободы молекул. Уравнение Майера. Политропический
процесс. Уравнение политропы.
2 часа
Термодинамические системы.
Состояние термодинамического
равновесия. Температура и ее
измерение. Процессы в идеальном газе
газе
4 часа.
Работа над ошибками в контрольной
работе. Тренировка графического
построения процессов в идеальном
газе. Выполнение домашнего задания
2 часа
Классическая теория теплоемкости твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Развитие
теории теплоемкостей Эйнштейном и Дебаем.
4 часа
I начало термодинамики. Основные
составляющие энергетического
баланса. Теплоемкость газов,
жидкостей и твердых тел. Температура
Дебая.
3 часа
Расчет теплоемкостей различных
процессов в идеальном газе и газе
Ван-дер-Ваальса.
4
Реальные
газы и
жидкости
2 часа
2 часа
Преобразование теплоты в
Циклические процессы. КПД
работу. Циклические процессы.
циклов. Тепловые двигатели.
Нагреватель, рабочее тело,
холодильник. Коэффициент
полезного действия. Тепловой
двигатель и холодильная машина.
Цикл Карно. КПД цикла Карно.
Двигатель внутреннего сгорания.
3 часа
Расчет КПД двигателя Стирлинга,
Отто и Дизеля, а также
холодильника. Выполнение
домашнего задания
2 часа
2 часа
Две теоремы Карно.
Энтропия. II и III начала
Термодинамическая шкала
термодинамики.
температур, ее тождественность
идеально-газовой шкале. Неравенство Клаузиуса. Второе начало
термодинамики. Формулировки
Клаузиуса и Томсона (Кельвина).
Их эквивалентность.
3 часа
Даказательство эквивалентност
обеих формулировок и неравенства
Клаузиуса. Выполнение домашнего
задания
2 часа
Понятие энтропии. Энтропия
идеального газа. Закон возрастания энтропии. Статистическая
трактовка энтропии. Формула
Больцмана. Понятие о
самоорганизации. Термодинамические потенциалы.
3 часа
Вывод соотношений Максвелла с
использованием термодинамических
потенциалов. Выполнение
домашнего задания. Подготовка к
контрольной работе.
2 часа
Термодинамические потенциалы.
2 часа
2 часа
Реальные газы. Уравнение Ван-дер- Контрольная работа
Ваальса. Внутренняя энергия газа
Ван-дер-Ваальса. Изотермы газа
Ван-дер-Ваальса. Область двухфазных состояний. Метастабильные
состояния. Критические параметры.
Закон соответственных
состояний.
3 часа
Проработка лекционного
материала.Вывод уравнения Вандер_Ваальса и расчет критических
параметров. Выполнение домашнего
задания.
5.
Твердые тела
2 часа
2 часа
Фазовые переходы и их классифи- Реальные газы, жидкости. Уравкация. Фазовые переходы перво-Унение Ван-дер-Ваальса.
го рода. Уравнение Клапейрона 
Клаузиуса. Скрытая теплота перехода. Тройная точка. Фазовые
переходы второго рода.
4 часа
Работа над ошибками в контрольной
работе. Вывод уравнения
Клайперона_Кклаузиуса с
использованием уравнения Ван-дерВаальса.
Выполнение домашнего задания
3 часа
4.часа
Силы межмолекулярного взаиФазовые переходы. Уравнение
модействия. Потенциал ЛеннардаКлКлайперона – Клаузиуса
Джонса. Охлаждение при
адиабатическом расширении.
Эффект Джоуля Томсона.Методы
получения низких температур.
Магнитное и лазерное охлаждение.
Третье начало термодинамики и
его следствия.
3 часа
Вывод уравнения
Клайперона_Кклаузиуса с
использованием потенциала Гиббса
Выполнение домашнего задания.
2 часа
Жидкости. Поверхностные явления.Коэффициент поверхностного
натяжения. Краевой угол. Смачивание и несмачивание. Формула
Лапласа. Капиллярные явления.
3 часа
Вывод дифференциального
коэффициента охлаждения при
адиабатическом расширении и
дросселировании. Их оценка для
идеально газа и газа Ван
дер_Ваальса. Выполнение
домашнего задания
2 часа
Охлаждение и сжижение газов.
Методы получения низких
температур.
2 часа
2 часа
Кристаллы. Симметрия криПоверхностные явления
сталлов.Кристаллическая решетка.
Элементарная ячейка.
.
3.часа
Вывод уравнения Томсона,
описывающего зависимость
давления насыщенного пара от
кривизны поверхности жидкости.
Оценка температуры перегретой
жидкости и переохлажденного пара.
Выполнение домашнего задания
2 часа
Решетки Браве. Обозначение
плоскостей и направлений в
кристалле. Индеексы Миллера.
2 часа.
Изоморфизм и полиморфизм.
Дефекты в кристаллах.
Дислокации.
Понятие о жидких кристаллах.
3 часа
Полготовка к общепоточной
контрольной работе
2 часа
Контрольная работа
3 часа.
Работа над ошибками в контрольной
работе .