01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника

В основу настоящей программы положены следующие разделы физики: термодинамика и статистическая физика,' теория неравновесных процессов; физика газов и плазмы, фазовые переходы. физика твердого тела. 1, Термодинамика и статистическая физика Законы термодинамики. Термодинамические функции, Термодинамические неравенства. Распределение Гиббса. Энтропия.

Статистическое обоснование закона возрастания '>нтропии. Статистическое описание идешп ного газа. Распределение Больцмана. 1 ермодинамическис свойства двухатомного газа с молекулами одинаков>их и разных атомов. Закон равнораспределения. Условие химического равновесия, Закон действующих масс, Теплота реакции. Термическая диссоциация, ионизация, возбуждение. Неидеальные газы. Разложения по степеням плотности. Вириалыпяе коэффициенты.

Фазовые переходы первого и второго рода. Теория флуктуаций. Распределение Гаусса. Флуктуации основных гермодинамических величин. Формула Пуассона. Корреляция флуктуаций. Флуктуации в критической точке. Корреляция флуктуаций во времени. Термодинамика поверхности, Поверхностное натяжение и поверхностное давление. Равновесие между поверхностной фазой и газом. 2. Теория неравновесных процессов Уравнения переноса„ основы термодинамики необратимых явлений. Применения методов неравновесной термодинамики к явлениям в сплошных средах с одновременным протеканием различных процессов: диффузии. теплопроволности, вязкости.

химических реакций. Кинетическое уравнение Больцмана. Н - теорема. Вьпюд уравнения Больцмана па основе баланса числа частиц. Идеи метода ЧепменагЭнского и 1 рэда. Случайные блуждания и броуновское движение. Уравнение Ланжевена. Уравнение Фоккера-Планка. Релаксационные явления. Основное кинетическое уравнение. Колебательная релаксация. Вращательная релаксация. Кинетика диссоцнации и ионизация. Газовые лазеры.

Столкновительные механизмы создания инверсной населенности. Распространение звука в газе, дисперсия и затухание звука. Вторая вязкость. Ударные волны. Законы сохранения на фронте ударной волны. Ударная аднабата. Структура ударной волны в газах. Истечение газа через соп.к>. 3, Физика газов и плазмы Взаимодействие молекул. Источники сведений о межмолекулярных силах. Различные составляющие межмолекулярных снл. Потенциальные функции межмолекулярного взаимодействия. Упругие и неупругие столкновения.

Уравнение состояния идеального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний, термодинамическое подобие. Тсплоемкость. Сжимаемость. Эффект Джоуля-Томпсона. Методы измерения термодинамичсских величин, Явление переноса в газах. Вязкость. Теплопроводность. Диффузия. Термодиффузия, Пристеночные явления в умеренно разреженном газе. '!'ермомодеьулярная разность давлений. Методы исследования явлений переноса. Методы получения сверхнизких и высоких давлений. Низкотемпературная плазма. Дебаевский радиус.

Ионизационное равновесие. Формула Саха. Кинетика ионизации. Явление переноса в плазме. Излучение плазмы. Радиационный теплообмен и радиационная газовая динамика. 4, Физика жидкостей Строение жидкости. Радиальная функция распределения. Уравнения состояния жидкости и плотных газов. Плотность. сжимаемость, геплоемкость. Статистическая теория жидкостей. Частичные функции распределения, методы интегральных уравнений. Модельные теории. Явление переноса и релаксации в жидкости. Вязкость. теплопроводность, диффузия и самодиффузия.

Сопротивление и теплопередача в ламинарном потоке. Конвективный теплообмен. Турбулентное движение и турбулентный теплообмен. Кризис сопротивления. Модели турбулентности. Методы расчета турбулентных явлений в газе. жидкости и плазме. Г1ространственно-временная корреляционная функция.

5. Фазовые переходы Диаграммы состояния. Условия равновесия фаз. Закон Клапейрона-Клаузиуса. Критическая точка и физические свойства системы в окрестности критическои точки. Соотношения между критическими показателями. Кипение. Кризис кипения. Метастабильные состояния. Г!ерегрев.

переохлаждение. Давление насышенных паров над раствором. Плавление, кристаллизация. Возгонка и сублимация. Теплообмен и сопротивление в многофазных средах. 6. Физика твердого тела Строение твердых тел: крист<шлические и аморфные твердые тела. Пространственная решетка кристалла. Трансляционная симметрия.

Дефекты в кристаллах: точечные дефекты и дислокации. Колебание решетки, спектральная плотность колебаний решетки. Лнгармонизм и тепловое расширение. Теплоемкость кристаллов. Модели Эйнштейна и Дсбая. Электронные состояния кристаллов, Модели свободных электронов. Зонпая структура энергетического спектра криста шов, Проводники, полупроводники и диэлектрики. Электронная теплоемкость. Термодинамика твердых тел. Уравнение состояния твердых тел.

Термодинамическое описание термоупругих свойств. Теплопроводность и вязкость твердых тел. Уравнение геплопроводности в твердых телах, теплопроводность кристаллов. Механизмы теплопроводности в диэлектриках и металлах. Вязкость и ее проявление при поглошенпи звука в твердых телах. Взаимодействие молекул с поверхностью твердого тела. Адсорбцня и хемосорбция. !О 1! 12. Ландау Л.Д., Лифшиц ЕМ. 1"идродинамика. М.: Наука, 1986. 13.

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука. 1973. Составители: д.т.н., Ципенко А.В. Заведуюший кафедрой 801 -~'" .;т. -' Ципенко А.В. «/ ~» .,~«фт 2017 г. 1 3 4 5 6 7 8 в Литература Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука, 2001.

Квасников И.А. Теория равновесных систем. '1", 1: Термодинамика; Т. 2; Статистическая физика. Мз Изд-во УРСС, 2002. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш, Термодинамика. статистическая физика и кинетика. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2000. Исихара А. Статистическая физика. Мз Мир, 1973. Силин В.П. Введение в кинетическую теорию газов. Мз Изд-во ФИ АН, 1998. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р, Молекулярная теория газов и жидкостей.

Лз М., 1961. Ступоченко Е., Лосев С.А... Осипов А.И. Релаксационные процессы в ударных волнах.М., 1965. Гордиев Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин 31.А, Кинетические процессы в газах н молекулярные лазеры, Мз Наука. 1980. Физика простых жидкостей: Сб. М.: Мир. 1971. Стенли 1. Фазовые переходы н кинетические явления.

М.: Мир, 1973. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука„1992, .