Читать онлайн «Сборник вопросов и задач по общей физике. Раздел 5. Молекулярная физика»

А. Б. Казанцева, Н. В. Соина, Г. Н. Гольцман СБОРНИК ВОПРОСОВ И ЗАДАЧ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ Раздел 5 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА Учебное пособие Допущено Учебно-методическим объединением по специальностям педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 032200 «Физика» Москва 2012 УДК 53(076. 1) ББК 22. 36я73-4 К142 Печатается по решению Ученого совета Московского педагогического государственного университета К142 Казанцева А. Б. , Соина Н. В. , Гольцман Г. Н. Сборник вопросов и задач по общей физике. Раздел 5. Молекулярная физика: Учебное пособие. – М. : Прометей, 2012. – 144 с. Учебное пособие, подготовленное преподавателями кафедры общей и экспериментальной физики факультета физики и информационных технологий МПГУ, содержит около 450 вопросов и задач, ответы к ним и рисунки. К наиболее сложным задачам даны развернутые ответы. Пособие соответствует программе по специальности 032200 «Физика». ISBN 978-5-7042-2340-5 © А. Б. Казанцева, Н. В. Соина, Г. Н. Гольцман, 2012 © Издательство «Прометей», 2012  СОДЕРЖАНИЕ § 1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ВЕЩЕСТВА . . . . . . . . . . 4 § 2. ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Равновесные состояния и процессы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Молекулярно-кинетический смысл давления и температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 § 3. ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИКИ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Флуктуации. Распределение Больцмана. . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Распределение Максвелла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Квантовые статистики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 § 4. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ . . . . . . . . . . . . . 34 Первое начало применительно к различным процессам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Теплоемкость газа в различных процессах . . . . . . . . . . . . . 43 § 5. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ . . . . . . . . . . . . . 45 КПД тепловых машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Изменение энтропии в тепловых процессах . . . . . . . . . . . . 50 § 6. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА В ГАЗАХ . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 § 7. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ И ЖИДКОСТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Уравнение Ван-дер-Ваальса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Критическое состояние вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Экспериментальные изотермы реального газа . . . . . . . . . . 66 Влажность воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 § 8.