Вопросы к экзамену по дисциплине
«Избранные вопросы механики и молекулярной физики»
Направление подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)
Профили Математика. Информатика и ИТО
1 курс, 2 семестр (очная и заочная формы обучения)
1. Теоретическая механика как теория механического движения макроскопических тел. Модели классической механики. Материальная точка, абсолютное твердое тело.
2. Векторный способ изучения движения. Основные характеристики движения: траектория, путь, перемещение, скорость, ускорение. Средняя скорость и мгновенная скорость. Мгновенное ускорение.
3. Координатный способ изучения движения. Уравнения движения. Скорость и ускорение при координатном способе изучения движения.
4. Естественный способ изучения движения, естественные координаты. Проекции скорости и ускорения на естественные оси. Частные случаи движения точки.
5. Плоское движение твердого тела. Разложение плоского движения на поступательное и вращательное. Определение скорости и ускорения любой точки тела. Мгновенные центры вращения. Теорема о проекциях скоростей.
6. Вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси. Кинематические характеристики вращательного движения: угловые перемещение, скорость и ускорение.
7. Понятия о силе и массе. Силы в механике. Инерциальные системы отсчета. Законы Ньютона. Принцип относительности Галилея-Ньютона.
8. Импульс механической системы. Законы изменения и сохранения импульса механической системы.
10. Момент инерции тела относительно оси. Моменты инерции тел простых геометрических форм. Радиус инерции. Теорема Штейнера.
11. Работа силы. Кинетическая энергия при поступательном, вращательном и плоском движениях. Теорема об изменении кинетической энергии.
12. Консервативные силы. Потенциальная энергия поля тяжести, тяготения, упругости. Работа консервативных сил и изменение потенциальной энергии тела.
13. Механическая энергия системы тел. Теорема об изменении полной механической энергии системы тел. Закон сохранения механической энергии.
14. Основы МКТ идеальных газов. Экспериментальное обоснование МКТ вещества. Два подхода в изучении макроскопических систем.
15. Представление об идеальном газе. Макроскопические параметры состояния газа: температура и давление. Абсолютная шкала температур.
16. Законы идеального газа. Уравнение состояния идеального газа.
17. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Постоянная Больцмана. Молекулярно-кинетическое истолкование абсолютной температуры и давления.
18. Скорости молекул идеального газа. Распределение скоростей молекул по Максвеллу. Экспериментальное подтверждение этого.
19. Изменение давления газа в изотермической атмосфере. Барометрическая формула. Распределение молекул по их потенциальной энергии, распределение Больцмана.
20. Внутренняя энергия идеального газа. Число степеней свободы. Распределение энергии молекул по степеням свободы.
21. Скорости процессов, протекающих в газах. Средняя длина и среднее время свободного пробега.
22. Явления переноса в газах. Теплопроводность, коэффициент теплопроводности. Технический вакуум. Теплопроводность в условиях технического вакуума.
23. Явления переноса в газах. Диффузия, коэффициент диффузии. Технический вакуум. Явления диффузии в условиях технического вакуума.
24. Явления переноса в газах. Внутреннее трение, коэффициент вязкости. Технический вакуум. Явления внутреннего трения в условиях технического вакуума.
25. Основы термодинамики. Понятие термодинамической системы. Внутренняя энергия термодинамической системы и ее изменение. Работа и теплота.
26. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изо - процессам. Теплоемкости идеального газа.
27. Адиабатический процесс. Уравнения адиабатического процесса Пуассона.
28. Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Тепловые машины. Идеальная тепловая машина Карно. Теоремы Карно.
29. Второй закон термодинамики. Приведенная теплота. Энтропия, закон сохранения и изменения энтропии.
30. Беспорядок в термодинамической системе. Недостижимость абсолютного нуля. Теорема Нернста.
31. Реальные газы. Уравнение состояния реального газа (Ван-дер-Ваальса). Поправки на силы притяжения и отталкивания.
32. Критическое состояние вещества и его макроскопические параметры. Коэффициенты уравнения Ван-дер-Ваальса.
33. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
34. Фазовые переходы. Равновесие жидкости и пара. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Диаграммы фазовых равновесий. Тройная точка.
Составитель: канд. тенх. наук, доцент, доцент кафедры ПМИФиМП
Зульфикарова Т. В.
