Термодинамика

Кафедра прикладной математики

Специальность: Прикладная математика и информатика

Преподаватель: Панасенко А.Г.

Содержание дисциплины направлено на изучение физических явлений и процессов, которые реализуются в системах с большим числом степеней свободы и на формирование навыков их математического моделирования.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: основные понятия, законы и принципы, описывающие физические явления в системах с большим числом степеней свободы,  а также следствия, вытекающие из этих законов и принципов, имеющие теоретическое и прикладное значение.

Уметь: адекватно описывать физические явления, составлять и анализировать их математические модели, использовать аналитические, численные и компьютерные методы исследования этих моделей.

Владеть: представлениями о современном состоянии картины описания физических явлений, о методах составления их математических моделей и иметь навыки анализа составленных моделей с помощью различных математических методов и приемов.

Содержание

  1. Законы термодинамики: Основные понятия. Нулевой закон термодинамики. Первый закон термодинамики.. Второй закон термодинамики. Коэффициент полезного действия общего цикла Карно. Абсолютная термодинамическая шкала температур. Неравенство Клаузиуса для произвольного цикла. Энтропия. Общая формулировка второго закона термодинамики. Направление реальных процессов.
  2. Термодинамические методы и теоремы: Термодинамические потенциалы. Соотношения между производными термодинамических величин. Термодинамическая шкала температуры - практическая реализация. Процесс Джоуля-Томсона. Максимальная работа. Термодинамические неравенств. Принцип Ле-Шателье. Теорема Нернста. Условие равновесия многокомпонентных систем. Правило фаз Гиббса.
  3. Статистическая физика: Основные принципы статистической физики. Теорема Лиувилля. Микроканоническое распределение. Энтропия (статистическое определение). Распределение Гиббса (каноническое). Свободная энергия в распределении Гиббса. Распределение Максвелла. Термодинамический потенциал омега. Распределение Гиббса с переменным числом частиц (большое каноническое). Распределение Больцмана. Уравнение состояния идеального газа (статистический вывод). Закон равнораспределения энергии по степеням свободы. Распределение Ферми-Дирака. Распределение Бозе - Эйнштейна. Ферми - и бозе-газы элементарных частиц.
  4. Физическая кинетика: Уравнение теплопроводности. Простейшие стационарные задачи теплопроводности. Нестационарные задачи теплопроводности. Теорема единственности. Принцип суперпозиции температур. Температурные волны.  Явления переноса. Вязкость газов. Теплопроводность газов. Диффузия в газах. Явления в разреженных газах.

Литература

а) основная  литература:

  1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.II. Термодинамика и молекулярная физика-М.: ФИЗМАТЛИТ,2005.-544с.
  2. Савельев И.В.- Курс общей физики: уч. пос. для ст.вузов Кн.3-М: Наука. Физмат,1998.-208с.
  3. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х т. Том 1. Механика. Молекулярная физика: учебное пособие. 4-е изд.- СПб.:  Издательство: "Лань",  - 352 с. (доступно в ЭБС «Лань», режим доступа:  : http://e.lanbook.com/)

 

б) дополнительная литература

  1. Кубо Р. Термодинамика: Современный курс с задачами и решениями. М.: Мир,1970, -304 с.
  2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика - М; Л. Гостехиздат,1940, -223с.

 

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

  1. Фонд образовательных электронных ресурсов ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
  2. http://www.unn.ru/books/resources.html
  3. http://e-learning.unn.ru/
  4. Термодинамика и статистическая физика.  Электронно-управляемый курс. Грезина А.В., Никифорова И.В., Панасенко А.Г., 2014. http://e-learning.unn.ru/

Отчетность

  • Семестр 8: Зач