Молекулярная физика и термодинамика
Beschreibung: Этот курс глубоко анализирует макроскопические процессы в различных состояниях вещества и является ключевым для понимания физических явлений в природе и их инженерных приложений. Он охватывает следующие основные разделы: основные принципы молекулярно-кинетической теории, идеальный газ, статистические распределения, явления переноса, реальные газы и жидкости, твердые тела и термодинамику.
Betrag der Credits: 6
Пререквизиты:
- Физика. Школьный курс
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 15 |
| Laborarbeiten | 30 |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 90 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle | Экзамен |
Komponente: Вузовский компонент
Zyklus: Базовые дисциплины
Цель
- Создание у студентов основ теоретической подготовки в области молекулярной физики и термодинамики, позволяющей будущим бакалаврам ориентироваться в потоке научной и технической информации и обеспечивающей им возможность использовать новые физические принципы в тех областях техники, в которых они специализируются.
Задача
- - формирование метода и знание математического и физического описания состояния систем, содержащих мультичастицы; - освоение законов и принципов молекулярной физики и термодинамики; - формирование современных физических и научных взглядов студентов.
Результат обучения: знание и понимание
- - изучать основные понятия, состояния и законы этого курса; - уметь определять вопросы, задачи и задачи исследования конкретных физических условий; - иметь возможность правильно понимать и переводить информацию для оптимального принятия решений; - необходимо найти правильное физическое решение, связанное с физическими явлениями решения профессии, которое возникает на практике и практическими проблемами.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Изучение дисциплины дает основу для дальнейшего изучения таких дисциплин как «Диффузионные процессы в твердых телах» , «Термодинамика, статистическая физика и физическая кинетика».
Результат обучения: формирование суждений
- Область применения термодинамики значительно шире, чем молекулярно-кинетической теории, ибо нет таких областей физики и химии, в которых нельзя было бы пользоваться термодинамическим методом. Однако, с другой стороны, термодинамический метод несколько ограничен: термодинамика ничего не говорит о микроскопическом строении вещества, о механизме явлений, а лишь устанавливает связи между макроскопическими свойствами вещества. Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика взаимно дополняют друг друга, образуя единое целое, но отличаясь различными методами исследование.
Результат обучения: коммуникативные способности
- Формирование физических представлений о закономерностях молекулярной физики и применение этих знаний при работе в различных областях науки и техники.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика дополняют друг друга и образуют единое целое, но отличаются различными методами исследования, ориентируясь на те же особенности.
Lehrmethoden
При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения); - решение учебных задач.
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| 1 Bewertung | Коллоквиум | 0-100 |
| Индивидуальные задания | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| 2 Bewertung | Коллоквиум | 0-100 |
| Индивидуальные задания | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Вводная лекция. Предмет молекулярной физики. Состояние термодинамической системы. Процесс.
- Молекулярно-кинетические представления. Уравнения состояния идеального газа.
- Внутренняя энергия идеального газа. Закон распределения энергии по степеням свободы.
- Основные понятия и законы математической статистики. Плотность вероятности. Условие нормировки. Термодинамическая вероятность.
- Распределение молекул по скоростям по Максвеллу. Характерная скорость молекул.
- Распределение Больцмана. Эксперимент Перрена. Распределение Максвелла-Больцмана.
- Первое начало термодинамики.
- Обратимые и необратимые процессы. Изопроцессы идеального газа: изотермический, изохорный, изобарный, адиабатический, политропный.
- Цикл Карно. Тепловая и холодильная машина. Теорема Карно.
- Энтропия и второй закон термодинамики.
- Реальные газы. Силы и уравнение Ван-дер-Ваальса. Внутренняя энергия реального газа. Граничные условия.
- Сжижение газов. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
- Характеристика жидкого состояния вещества. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярное явление.
- Процессы переноса: диффузия, вязкость, теплопроводность.
- Фазовые переходы первого и второго рода. Три точки. Диаграмма состояний.
Основная литература
- 1. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. М.ВШ.1987. 2. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М.Наука, 1976. 3 Асқарова Ә.С., Молдабекова М.С. Молекулалық физика: Оқулық.-Алматы: Қазақ университеті, 2006.-24б б. 4. Сивухин Д.В. Общий курс физики, т.2. Термодинамика и молекулярная физика, М.:Наука, 2002. 5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике М:Наука, 1999. 6. Байпақбаев Т.С., Майлина Х.Р. Жалпы физика курсының есептер жинағы. Механика, статистикалық физика және термодинамика, Алматы, 2003. 7. Чертов А., Воробьев А. Задачник по физике. М.:высшая школа, 1981. 8. Kumekov S.E. General Physics (Crash Course). 64 pg., Kazakh National Technical University. Department of the General and Theoretical Physics, Almaty, 2006.
Дополнительная литература
- 1. Матвеев А.Н Молекулярная физика. М.: Высшая школа, 1987. – 360 с. 2. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Общий курс физики. Молекулярная физики.М.: Наука, 1974. – 480 с. 3. Плотников А.Л. Телелекции по физике. Учебное пособие / Изд-во ВКГТУ. – Усть-Каменогорск, 2006. – 176 с. 4. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика (теория неравновесных систем). М.: Изд.МГУ, 1991. – 228 с. 5. Базаров И.П. Термодинамика. М.: Наука. 1979. – 486 с. 6. Румер Ю.Б., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика. М.: Изд. МГУ, 1991. – 552 с. 7. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. М.:Высшая школа, 1991. – 450 с.
