МОЛЕКУЛЯРНАЯ   ФИЗИКА

Курс   М.С. Фриш

 

Вопросы для подготовки к экзамену

 

1.     Обратимые и необратимые процессы, круговой процесс. Формулировка Томсона для второго начала термодинамики, формулировка Клаузиуса и эквивалентность этих формулировок.

2.     Обратимый цикл Карно и его К.П.Д. (ή).

3.     Необратимый цикл Карно и его  ή.

4.     Холодильная машина и ее  ή . Теоремы Карно.

5.     Термодинамическая шкала температур

6.     Приведенное количество тепла. Равенство Клаузиуса и термодинамическое определение энтропии и ее свойства.

7.     Энтропия идеального газа.

8.     Цикл Карно в  T S  координатах.

9.     Неравенство Клаузиуса; обратимые и необратимые процессы.

10. Закон возрастания энтропии в адиабатически изолированной системе.

11. Возрастание энтропии при расширении газа в пустоту и при неравновесном теплообмене.

12. Энтропия и локальное термодинамическое равновесие. Теорема Нернста. Свойства вещества при низких температурах.

13. Микро и макро состояния системы. Энтропия и термодинамическая вероятность (формула Больцмана).

14. Статистический смысл второго начала термодинамики. Статистический вывод второго начала термодинамики на примере идеального газа.

15. Флуктуации в системе с большим числом частиц.

16. Флуктуации плотности в идеальном газе.

17. Экстенсивные и интенсивные термодинамические переменные.

18. Функции состояния системы: внутренняя энергия, свободная энергия и их естественные переменные.

19. Функции состояния системы энтальпия и термодинамический потенциал Гиббса и их естественные переменные.

20. Термодинамические условия перехода системы в состояние равновесия.

21. Связь термодинамических потенциалов с уравнением состояния.

22. Соотношение взаимности Максвелла.

23. Взаимодействие молекул – парные столкновения. Модельные потенциалы взаимодействия молекул: упругие сферы,  В.д.В., Леннард-Джонс;  зависимость диаметра молекулы от ее энергии.

24. Вывод уравнения Ван-дер-Ваальса.

25. Термодинамический вывод внутренней энергии реального газа.

26. Теоретические и экспериментальные изотермы реального газа.

27. Изотермы реального газа и метастабильные состояния.

28. Система  жидкость-пар. Критические величины.

29. Уравнение Ван-дер-Ваальса в приведенных величинах.

30. Эффект Джоуля Томсона и температура инверсии.

31. Жидкости. Общее описание, элементы теории Френкеля. Ближний порядок.

32. Поверхностная свободная энергия и коэффициент поверхностного натяжения.

33. Давление под искривленной поверхностью жидкости: формула Лапласа.

34. Смачивание; краевые углы.

35. Капиллярные явления. Формула Журена.

36. Зависимость давления насыщенного пара от кривизны поверхности.

37. Элементы состояния твердых тел, кристаллические решетки: понятие симметрии

и анизотропии.

38. Тепловое движение в кристаллах, закон Дюлонга и Пти.

39.  Вывод формулы Планка-Эйнштейна.

40. Теплоемкость твердого тела при низких температурах.

41.  Фазы и фазовое равновесие. Химический потенциал двухфазной системы и

 уравнение Клапейрона - Клаузиуса.

42. Диаграммы состояний (простейшие случаи).

43. Фазовые переходы первого и второго рода. Диаграмма состояния гелия.

44. Микроскопические явления переноса: диффузия, внутреннее трение,

теплопроводность.

45. Микроскопическая теория явления переноса в газе (упрощенный вариант).

46.  Связь между коэффициентами переноса и их зависимость от температуры  и

  и плотности.

47. Ультраразреженные газы.

 

 

Лектор     М.С. Фриш