Вопросы к экзамену по молекулярной физике 2014 1. Идеальный

Вопросы к экзамену по молекулярной физике 2014
1. Идеальный газ, давление идеального газа
2. Температура и кинетическая энергия. Уравнение состояния идеального газа
3. Распределение Максвелла, средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости
молекул
4. Молекулярные потоки.
5. Барометрическая формула. Распределение Больцмана
6. Распределение Максвелла-Больцмана. Нахождение средней энергии с помощью статсуммы
7. Электростатическая поляризация газов.
8. Вывод распределения Максвелла из распределения Больцмана.
9. Столкновения молекул в газе и относительное движение
10. Частота соударений молекул, длина свободного пробега, эффективное сечение
11. Распределение по длинам и временам пробега
12. Явления переноса, принцип локального равновесия. Диффузия, теплопроводность и
вязкость
13. Вывод формулы для коэффициента диффузии в идеальном газе
14. Подвижность, связь между коэффициентами подвижности и диффузии
15. Броуновское движение, уравнение Ланжевена, среднеквадратичное перемещение
16. Процессы переноса в ультраразреженном газе, тепловая эффузия
17. Вязкая жидкость. Течение вязкой жидкости. Формула Пуазейля. Формула Стокса.
18. Работа, внутренняя энергия, количество
теплоты. Первое начало термодинамики.
Обратимые и необратимые процессы.
19. Теплоёмкость. Изотермическое, изобарическое и адиабатическое расширение и сжатие
идеальных газов, политропический процесс.
20. Циклические процессы. КПД циклов. Цикл Карно.
21. Тепловые насосы, холодильная машина.
22. Второе начало термодинамики для обратимых процессов. Эквивалентность различных
формулировок второго начала термодинамики.
23. Теорема Карно.
24. Теорема о приведённых теплотах.
25. Энтропия – функция состояния. Закон возрастания энтропии.
26. Энтропия идеального газа. Изменение энтропии при расширении в пустоту.
27. Статистический смысл энтропии на примере распределения молекул по двум равным
объемам, формула Больцмана, энтропия наиболее вероятного состояния.
28. Термодинамические потенциалы, естественные переменные.
29. Условия термодинамической устойчивости.
30. Метод циклов: вывод формулы для зависимости внутренней энергии от объема.
31. Равновесное излучение абсолютно черного тела, закон Кирхгофа, закон Стефана –
Больцмана.
32. Газ Ван-дер-Ваальса. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Правило Максвелла.
33. Процесс Джоуля–Томсона как изоэнтальпическое расширение газа.
34. Фазовые равновесия и превращения. Фазовые переходы первого и второго рода.
35. Химический потенциал. Условие равновесия фаз химически однородного вещества.
36. Зависимость давления насыщенных паров от температуры. Уравнение Клапейрона–
Клаузиуса (выводы с использованием химического потенциала и методом циклов).
37. Испарение и кипение. Равновесие трех фаз. Метастабильные состояния. Пузырьковая
камера и камера Вильсона.
38. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Краевой угол. Капиллярные явления.
Давление пара над искривленной поверхностью.
39. Осмос и осмотическое давление в растворах.
40. Законы Генри и Рауля, кипение растворов.
1