СПб.: БХВ-Петербург, 2010. — 512 с.
Книга является третьей из серии книг полного курса общей физики для
природопользователей и представляет собой расширенный
адаптированный лекционный курс. Важной особенностью книги является
сочетание фундаментальности и профилизации в рамках ограниченного
числа лекционных часов. Профилизация курса заключается в выборе
приоритетов и в иллюстрациях применения физики в геологии,
биологии, почвоведении и экологии, что создает основу для изучения
спецкурсов.
Изложены основные разделы курса: молекулярно-кинетическая теория, первое и второе начала термодинамики, теплоемкость, энтропия, физическая кинетика в идеальном газе, реальные газы, жидкое состояние вещества, твердые тела.
Структура изложения удобна для подготовки к тестированию остаточных знаний в вузах. Приводятся вопросы для самопроверки. Предисловие
Принятые термины и обозначения
Введение: молекулярно-кинетическая теория, термодинамика
Введение
Закон сохранения массы
Атомно-молекулярное учение
Закон постоянства состава. Закон кратных отношений
Эквивалентная масса. Закон эквивалентов
Закон объемных отношений. Закон Авогадро
Агрегатные состояния вещества
Тепловое движение молекул
Параметры термодинамического состояния
Идеальный газ
Физический смысл давления
Уравнение состояния. Равновесное и неравновесное состояния
Температура, нулевое начало термодинамики
Экспериментальные газовые законы. Уравнение Менделеева— Клапейрона
Закон Бойля—Мариотта
Закон Шарля
Закон Гей-Люссака
Объединенный закон Бойля Мариотта и Гей-Люссака
Уравнение Менделеева—Клапейрона
Степени свободы
Первое начало термодинамики
Термодинамические процессы
Внутренняя энергия
Циклические процессы
Работа и теплота. Первое начало термодинамики
Превращение энергии в химических реакциях
Термохимия
Теплоемкость. Тепловые машины
Теплоемкость
Молекулярно-кинетический смысл теплоемкости CV
Идеальный (одноатомный) газ
Двухатомный газ
Трехатомный газ
Отношение молярных теплоемкостей
Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона
Политропический процесс
Работа при различных идеальных термодинамических процессах
Обратимые и необратимые термодинамические процессы
Примеры необратимых процессов
Примеры обратимых процессов
Тепловые машины
Цикл Карно
Приведенная теплота. Теорема Клаузиуса для обратимого и необратимого круговых процессов
Реальные тепловые машины
Паровая машина
Паровая турбина
Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель Дизеля
Роторные двигатели Ванкеля
Двигатели Стирлинга
Газовая турбина
Тепловые машины и экология
Энтропия. Второе начало термодинамики
Энтропия
Второе начало термодинамики
Формулировка (положение) Клаузиуса (1850 г.)
Формулировка (положение) Томсона и Планка
Формулировка (положение) Оствальда
Принцип Карно
Статистический смысл энтропии
Энтропия в обратимых и необратимых процессах
Примеры энтропии обратимых процессов
Примеры энтропии необратимых процессов
Закон возрастания энтропии
Границы применимости второго начала термодинамики. "Тепловая смерть" Вселенной
"Демон Максвелла"
Термодинамические потенциалы
Стандартные термодинамические величины
Третье начало термодинамики (теорема Нернста)
Молекулярно-кинетическая теория (статистическая физика)
Распределение молекул идеального газа по скоростям
при тепловом движении в замкнутой системе (распределение Максвелла)
Средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул и их связь с температурой
Экспериментальные проверки распределения Максвелла
Скорость химических реакций
Распределение частиц по объему в замкнутой системе и в силовом поле. Барометрическая формула
Распределение частиц по энергиям (распределение Больцмана)
Распределение Максвелла—Больцмана
Физическая кинетика (явления переноса).
Ультраразреженные газы
Явления переноса и длина свободного пробега
Теплопроводность
Внутреннее трение (вязкость)
Диффузия
Общее уравнение для явлений переноса в идеальном газе
Диффузия в идеальном газе
Внутреннее трение в идеальном газе
Теплопроводность идеального газа
Вакуум и ультраразреженные газы
Эффузия разреженного газа. Число Кнудсена
Реальные газы
Реальный газ
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние газа
Внутренняя энергия реального газа. Расширение реального газа в вакуум в адиабатических условиях
Эффект Джоуля—Томсона
Сжижение газов
Закон Дальтона для реальных газов
Жидкое состояние вещества
Общие свойства и строение жидкостей. Тепловое движение
и явления переноса в жидкостях
Поверхностные свойства жидкостей
Давление над изогнутой поверхностью
Давление над изогнутой поверхностью
Явления на границе жидкости и твердого тела
Капиллярные явления
Жидкие кристаллы
Классификация и структура жидких кристаллов
Применение термотропных жидких кристаллов
Применение лиотропных жидких кристаллов
Полимерные жидкие кристаллы
Упругие свойства жидких кристаллов
Твердые тела
Твердые тела. Аморфные тела
Поли- и монокристаллы
Типы кристаллических решеток
Дефекты в кристаллах 361
Механические свойства твердых тел
Теплоемкость кристаллических твердых тел. Закон Дюлонга и Пти
Плавление и кристаллизация
Диаграммы состояния. Тройная точка
Геотермическая разведка
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
1. Справочные данные
Приложение
2. Словарь терминов, используемых в молекулярной
физике и термодинамике
Приложение
3. Краткая хронология истории молекулярной физики
и термодинамики
Приложение
4. Краткие биографические справки
Список литературы
Дополнительная литература
Предметный указатель
Изложены основные разделы курса: молекулярно-кинетическая теория, первое и второе начала термодинамики, теплоемкость, энтропия, физическая кинетика в идеальном газе, реальные газы, жидкое состояние вещества, твердые тела.
Структура изложения удобна для подготовки к тестированию остаточных знаний в вузах. Приводятся вопросы для самопроверки. Предисловие
Принятые термины и обозначения
Введение: молекулярно-кинетическая теория, термодинамика
Введение
Закон сохранения массы
Атомно-молекулярное учение
Закон постоянства состава. Закон кратных отношений
Эквивалентная масса. Закон эквивалентов
Закон объемных отношений. Закон Авогадро
Агрегатные состояния вещества
Тепловое движение молекул
Параметры термодинамического состояния
Идеальный газ
Физический смысл давления
Уравнение состояния. Равновесное и неравновесное состояния
Температура, нулевое начало термодинамики
Экспериментальные газовые законы. Уравнение Менделеева— Клапейрона
Закон Бойля—Мариотта
Закон Шарля
Закон Гей-Люссака
Объединенный закон Бойля Мариотта и Гей-Люссака
Уравнение Менделеева—Клапейрона
Степени свободы
Первое начало термодинамики
Термодинамические процессы
Внутренняя энергия
Циклические процессы
Работа и теплота. Первое начало термодинамики
Превращение энергии в химических реакциях
Термохимия
Теплоемкость. Тепловые машины
Теплоемкость
Молекулярно-кинетический смысл теплоемкости CV
Идеальный (одноатомный) газ
Двухатомный газ
Трехатомный газ
Отношение молярных теплоемкостей
Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона
Политропический процесс
Работа при различных идеальных термодинамических процессах
Обратимые и необратимые термодинамические процессы
Примеры необратимых процессов
Примеры обратимых процессов
Тепловые машины
Цикл Карно
Приведенная теплота. Теорема Клаузиуса для обратимого и необратимого круговых процессов
Реальные тепловые машины
Паровая машина
Паровая турбина
Двигатель внутреннего сгорания
Двигатель Дизеля
Роторные двигатели Ванкеля
Двигатели Стирлинга
Газовая турбина
Тепловые машины и экология
Энтропия. Второе начало термодинамики
Энтропия
Второе начало термодинамики
Формулировка (положение) Клаузиуса (1850 г.)
Формулировка (положение) Томсона и Планка
Формулировка (положение) Оствальда
Принцип Карно
Статистический смысл энтропии
Энтропия в обратимых и необратимых процессах
Примеры энтропии обратимых процессов
Примеры энтропии необратимых процессов
Закон возрастания энтропии
Границы применимости второго начала термодинамики. "Тепловая смерть" Вселенной
"Демон Максвелла"
Термодинамические потенциалы
Стандартные термодинамические величины
Третье начало термодинамики (теорема Нернста)
Молекулярно-кинетическая теория (статистическая физика)
Распределение молекул идеального газа по скоростям
при тепловом движении в замкнутой системе (распределение Максвелла)
Средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости молекул и их связь с температурой
Экспериментальные проверки распределения Максвелла
Скорость химических реакций
Распределение частиц по объему в замкнутой системе и в силовом поле. Барометрическая формула
Распределение частиц по энергиям (распределение Больцмана)
Распределение Максвелла—Больцмана
Физическая кинетика (явления переноса).
Ультраразреженные газы
Явления переноса и длина свободного пробега
Теплопроводность
Внутреннее трение (вязкость)
Диффузия
Общее уравнение для явлений переноса в идеальном газе
Диффузия в идеальном газе
Внутреннее трение в идеальном газе
Теплопроводность идеального газа
Вакуум и ультраразреженные газы
Эффузия разреженного газа. Число Кнудсена
Реальные газы
Реальный газ
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса. Критическое состояние газа
Внутренняя энергия реального газа. Расширение реального газа в вакуум в адиабатических условиях
Эффект Джоуля—Томсона
Сжижение газов
Закон Дальтона для реальных газов
Жидкое состояние вещества
Общие свойства и строение жидкостей. Тепловое движение
и явления переноса в жидкостях
Поверхностные свойства жидкостей
Давление над изогнутой поверхностью
Давление над изогнутой поверхностью
Явления на границе жидкости и твердого тела
Капиллярные явления
Жидкие кристаллы
Классификация и структура жидких кристаллов
Применение термотропных жидких кристаллов
Применение лиотропных жидких кристаллов
Полимерные жидкие кристаллы
Упругие свойства жидких кристаллов
Твердые тела
Твердые тела. Аморфные тела
Поли- и монокристаллы
Типы кристаллических решеток
Дефекты в кристаллах 361
Механические свойства твердых тел
Теплоемкость кристаллических твердых тел. Закон Дюлонга и Пти
Плавление и кристаллизация
Диаграммы состояния. Тройная точка
Геотермическая разведка
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
1. Справочные данные
Приложение
2. Словарь терминов, используемых в молекулярной
физике и термодинамике
Приложение
3. Краткая хронология истории молекулярной физики
и термодинамики
Приложение
4. Краткие биографические справки
Список литературы
Дополнительная литература
Предметный указатель