Адрес e-mail:

Лекции и демонстрации по термодинамике и молекулярной физике

КУРС ЛЕКЦИЙ 

ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКЕ:


Лекция №1 "Основные понятия молекулярной физики" от 5 февраля 2019 г.


Содержание лекции: основные понятия, задачи и методы молекулярной физики. Макроскопические параметры, термодинамическая система, термодинамические параметры, термодинамическое равновесие. Нулевое начало термодинамики. Термическое и калорическое уравнения состояния. Идеальный газ. Связь давления идеального газа с кинетической энергией молекул. Уравнение состояния идеального газа. Внутренняя энергия идеального газа. Идеально-газовое определение температуры. Работа, внутренняя энергия, теплота. Первое начало термодинамики. Теплоёмкость. Теплоёмкости при постоянном объёме и постоянном давлении, соотношение Майера для идеального газа. Адиабатический и политропический процессы. Адиабата и политропа идеального газа.




Лекция №2 "Второе начало термодинамики" от 12 февраля 2019 г.


Содержание лекции: Уравнение политропы. Показатель политропы. Изобарный, изотермический, изохорный, адиабатический процессы. Теплоёмкость. Уравнение Пуассона. Скорость звука в газе. Второе начало термодинамики. Изменение энтропии. Опыт Джоуля. Закон Стефана – Больцмана. Правило Максвелла для смешанных производных. Теоремы Карно. Тепловой двигатель. Цикл Карно.




Лекция №3 "Тепловые машины. Термодинамические функции" от 19 февраля 2019 г.


Содержание лекции: Циклические процессы. Тепловые машины. КПД тепловой машины. Цикл Карно. Холодильная машина и тепловой насос. Обратимые и необратимые процессы. Второе начало термодинамики. Эквивалентные формулировки второго начала. Термодинамическое определение энтропии. Изменение энтропии в необратимых процессах, закон возрастания энтропии. Энтропия идеального газа. Неравновесное расширение идеального газа в пустоту. Термодинамические функции и их свойства. Преобразования термодинамических функций. Термодинамические потенциалы: внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия, энергия Гиббса. Соотношения Максвелла. Коэффициент теплового расширения.




Лекция №4 "Термодинамика упругой деформации. Поверхностное натяжение" от 26 февраля 2019 г.


Содержание лекции: Термодинамика упругой деформации. Термическое уравнение состояния. Адиабатическое растяжение резинового и металлического стержней. Поверхностные явления. Свободная и внутренняя энергия единицы поверхности.




Лекция №5 "Поверхностные явления. Фазовые переходы" от 5 марта 2019 г.


Содержание лекции: Температурная зависимость коэффициента поверхностного натяжения. Формула Лапласа. Кривизна поверхности. Краевые углы, смачивание и несмачивание. Жидкость в капилляре. Фаза и агрегатное состояние. Классификация фазовых переходов (I и II рода). Химический потенциал. Условия равновесия фаз для переходов I рода.




Лекция №6 "Фазовые переходы. Газ Ван-дер-Ваальса" от 12 марта 2019 г.


Содержание лекции: Условие термодинамического равновесия. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Кривая фазового равновесия. Условия фазового равновесия. Тройная точка. Кривая фазового равновесия над изогнутой поверхностью жидкости. Формула Томсона. Изотермы газа. Модель газа Ван-дер-Ваальса. Уравнение изотермы газа Ван-дер-Ваальса.




Лекция №7 "Реальный газ" от 19 марта 2019 г.


Содержание лекции: Уравнение Камерлинг-Оннеса. Вириальные коэффициенты. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Критическая температура. Правило Максвелла. Критические параметры в газе Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.Ламинарное течение. Уравнение Бернулли.




Лекция №8 "Эффект Джоуля-Томсона. Элементы теории вероятностей" от 26 марта 2019 г.


Содержание лекции: Изоэнтропическое течение идеального газа, истечение газа из отверстия. Эффект Джоуля–Томсона, температура инверсии. Элементы теории вероятностей. Частотное определение вероятности. Дискретные и непрерывные случайные величины, плотность вероятности.




Лекция №9 "Распределение Максвелла" от 2 апреля 2019 г.


Содержание лекции: Среднее значение функции случайной величины. Нормальное распределение. Физические распределения. Распределения Максвелла. Распределение Больцмана. Барометрическая формула.




Лекция №10 "Распределение Гиббса" от 9 апреля 2019 г.


Содержание лекции: Распределение Больцмана в поле внешних сил. Барометрическая формула. Распределение Гиббса. Параметр распределения Гиббса. Стат. сумма. Стат. вес. Закон возрастания энтропии. Статистическое определение энтропии. Зависимость статистического веса и энтропии от числа частиц в системе. Флуктуации. Дисперсия.




Лекция №11 "Флуктуации" от 16 апреля 2019 г.


Содержание лекции: Погрешности (дисперсия, среднеквадратичное отклонение, абсолютная погрешность, относительная погрешность). Флуктуация температуры. Флуктуация числа частиц в выделенном объёме. Распределение Пуассона. Флуктуация объёма в изотермическом и адиабатическом процессах.




Лекция №12 "Теория переноса" от 23 апреля 2019 г.


Содержание лекции: Число степеней свободы молекулы в зависимости от температуры. Закон Дебая. Теория переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость). Сечение столкновения. Длина свободного пробега. Сечение рассеяния. Плотность потока частиц. Давление газа на стенку.




Лекция №13 "Теория переноса (продолжение)" от 30 апреля 2019 г.


Содержание лекции: Давление газа на стенку. Процессы переноса. Плотность потока. Диффузия. Закон Фика. Поток энергии (тепловой поток). Коэффициент теплопроводности. Закон Фурье. Поток импульса. Закон Ньютона. Коэффициент вязкости. Эффузия.




Лекция №14 "Броуновское движение" от 7 мая 2019 г.


Содержание лекции: Эффузия (продолжение). Броуновское движение. Подвижность. Уравнение Ланжевена. Закон Эйнштейна-Смолуховского. Связь подвижности с коэффициентом диффузии. Уравнения диффузии и теплопроводности в частных производных. Коэффициент температуропроводности. Формула Пуазейля.




Лекция №15 "Течение жидкости и газа" от 14 мая 2019 г.


Содержание лекции: Формула Пуазейля (продолжение). Ламинарное и турбулентное течение. Число Рейнольдса. Критическое значение числа Рейнольдса. Уравнение Бернулли. Подъемная сила крыла. Эффект Магнуса.




Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

МФТИ в социальных сетях