Краткий курс термодинамики (1178197)
Текст из файла
Московский физико-технический институт(государственный университет)В.Е. БелонучкинКРАТКИЙ КУРСТЕРМОДИНАМИКИКРАТКИЙ КУРСТЕРМОДИНАМИКИИздание второе, переработанное и дополненноеМОСКВАМФТИ2010УДК 536(075)ББК 22.317я73Краткий курс термодинамики / В.Е. Белонучкин. — 2-е изд.,перераб. и доп. — М.: МФТИ, 2010. — 164 с.Книга содержит краткое изложение основного материала раздела «Термодинамика и молекулярная физика» курса общей физики в соответствии спрограммой, принятой в Московском физико-техническом институте.Рассчитана на студентов вузов с углубленным изучением физики.c Московский физико-технический институт○(государственный университет), 2010ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие ко второму изданию . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7Из предисловия к первому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . .9Глава I.Предмет термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .§ 1. Система, состояние, процесс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .§ 2. Параметры и уравнения . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .§ 3. Модели. Идеальный газ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10101622Глава II.Постулаты термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26§ 4. Работа, тепло, внутренняя энергия . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 26§ 5. Первое начало термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291∘ . Опыт Гей-Люссака. (31) 2∘ . Теплоёмкость, политропа, адиабата. (31) 3∘ . Скорость звука (в идеальном газе). (33) 4∘ . Дросселирование. (34) 5∘ . Адиабатическоеистечение газа. (34)§ 6. Второе начало термодинамики . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 371∘ . Циклы. Эквивалентность различных формулировок II начала. (39) 2∘ . Цикл Карно. Первая теорема Карно. (40) 3∘ . Термодинамическая температура. (43) 4∘ . Необратимые процессы. Вторая теоремаКарно. (44) 5∘ . Тепловой насос. Холодильная машина.
(47) 6∘ . Приведённое тепло. Неравенство Клаузиуса. (49)Глава III. Энтропия, термодинамические потенциалы . . . . . . . . . . . . 52§ 7. Энтропия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52§ 8. Объединённая запись I и II начал.Вычисление энтропии . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551∘ . Расширение идеального газа в пустоту. (57) 2∘ . Смешение газов. Парадокс Гиббса. (57)4§ 9. Термодинамические потенциалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581∘ . Критерии равновесия.
(61)Глава IV. Некоторые приложения законов термодинамики. . . . . . . 63§ 10. Метод циклов и метод потенциалов . . . . . . . . . . . . . . . . . 631∘ . Метод циклов. (64) 2∘ . Метод потенциалов. (65)§ 11. Газ Ван-дер-Ваальса . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 661∘ . Уравнение Ван-дер-Ваальса. (66) 2∘ . Изотермы Вандер-Ваальса. Критические параметры. (67) 3∘ . Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса. Расширение в пустоту. (69) 4∘ . Эффект Джоуля—Томсона. Температураинверсии. (70) 5∘ . Методы получения низких температур. (71)§ 12. Фазовые переходы . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731∘ . Изотерма «реального газа». Правило Максвелла. (73) 2∘ . Теплота перехода. Уравнение Клапейрона–Клаузиуса. (75) 3∘ . Фазовая диаграмма. (76)§ 13. Термодинамика поверхностного натяжения . . . . . . . . . . 781∘ . Зависимость давления насыщенных паров от кривизны поверхности. (79) 2∘ . Метастабильные состояния. (80)Глава V.Статистические распределения . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83§ 14. Распределение Больцмана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831∘ . Барометрическая формула. (84) 2∘ . Вероятностнаятрактовка барометрической формулы. (84)§ 15. Элементарные сведения из теории вероятностей . . . . . 851∘ . Непрерывные распределения. Плотность вероятности. (87) 2∘ . Средние значения и дисперсия. (88)§ 16. Микро- и макросостояния системы. Наиболеевероятное распределение . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92§ 17. Фазовое пространство. Распределения Максвелла . . . . 981∘ .Квантовомеханический случай. Квантовые ячейки. (99) 2∘ . Классический случай. Принцип детального равновесия. (99) 3∘ . Ещё немного о распределении Больцмана. (101) 4∘ . Распределения Максвелла. (102) 5∘ . О бесконечных скоростях. (104) 6∘ . О «нулевых» заселённостях. (105)Глава VI.
Статистика и термодинамика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085§ 18. Равновесие и флуктуации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1091∘ .на.Энтропия и вероятность. Гипотеза Больцма(109) 2∘ . Флуктуации. Распределение Гаусса. (112) 3∘ . Термодинамический расчёт флуктуаций. (114) 4∘ . Масштабы флуктуаций. (116) 5∘ . Отепловой смерти Вселенной. (118) 6∘ . Малые 0 .
(119)§ 19. Элементы статистической теории теплоёмкости . . . . . . 1201∘ .Поступательное движение. (121) 2∘ . Вращательное движение. (122) 3∘ . Колебания. (122) 4∘ . Теплоёмкостьтвёрдоготела.(123)5∘ .Теплоём∘кость газов. (123) 6 . Теплоёмкость и флуктуации. (123) 7∘ . Трудности классической теориитеплоёмкости. (124)§ 20. Некоторые квантовые эффекты . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1251∘ . Квантование энергии и теплоёмкость. (125) 2∘ . Особенности квантовой статистики. (129) 3∘ . Квантованиепоступательного движения. (130) 4∘ . Электронный газ вметаллах. (131) 5∘ . Теорема Нернста. (131)Глава VII. Процессы переноса . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134§ 21. Типы процессов переноса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1341∘ .Диффузия. (135) 2∘ . Вязкость. (135) 3∘ . Теплопередача. (136)§ 22. Коэффициенты переноса в газах . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1361∘ . Длина свободного пробега. (136) 2∘ . Коэффициент диффузии. (139) 3∘ . Коэффициентвязкости. (141) 4∘ . Коэффициент теплопроводности. (142) 5∘ . Разреженные газы. (142)§ 23. Некоторые нестационарные процессы . . . . . . . . . . . . . . .
. 1431∘ . Уравнение теплопроводности. (144) 2∘ . Броуновскоедвижение. (144) 3∘ . Распространение возмущений. (147)Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149Дополнения . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15761∘ . Возможно ли все же достижение КПД циклаКарно, если рабочее тело совершает какой-либо инойцикл? (157) 2∘ . Возможны ли отрицательные абсолютные температуры? (159) 3∘ . Можно ли однозначно отличить работу от теплообмена? (162)Литература . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1647Предисловие ко второму изданиюПервое издание пособия [1] вышло в 1994 г. и в дальнейшем послужило основой соответствующего раздела физтеховского учебника «Основы физики» [2] (Раздел пятый, гл. 1–4). Тем не менее потребностьв автономном пособии по термодинамике, несколько более приближенном к программе МФТИ, не отпала.При подготовке второго издания в основном проведена редакционная правка, включая перенос значительной части материала дополнений в основной текст.В связи с выходом нового физтеховского задачника [3] с целью сохранения компактности пособия из него исключены задачи.
Несколькорасширен материал глав V и VI.Для дальнейшего ознакомления с предметом автор рекомендует,кроме упомянутого учебника «Основы физики», следующие книги:Сивухин Д.В. «Общий курс физики», т. II [4] — подробное изложение материала, особенно макроскопической термодинамики.Ф. Рейф.
Статистическая физика [5] — как следует из названия, восновном рассматривается статистический подход.Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. «Фейнмановские лекции по физике» [6], вып. IV (гл. 39–46) — книга привлекает оригинальным взглядомна предмет, ярким, образным языком; из-за некоторой бессистемноститрудна для первоначального ознакомления с материалом; настоятельно рекомендую прочитать гл. 46 (Храповик и собачка), содержащуюглубокий анализ Второго начала.Коротков П.Ф. «Молекулярная физика и термодинамика» [7] — полезна в качестве компактного справочного пособия; содержит подробно аннотированные основные положения и формулы, а также примерырешения задач.Заикин Д.А.
Энтропия [8] — тонкий анализ понятия «энтропия»,преимущественно со статистической точки зрения. Критический разбор соотношения между энтропией и информациейАвтор искренне благодарит Д.А. Александрова и Н.С. Берюлевуза всестороннюю помощь в работе над вторым изданием, Ю.И. Колесова, С.М.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
