4. Структура и содержание дисциплины (модуля) Молекулярная физика

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов, в том числе: базовая часть – 3 зачетные единицы, 108 часов, вариативная часть (Дополнительные главы молекулярной физики) – 2 зачетные единицы, 72 часа. Виды отчетности: экзамен (базовая часть) и зачет (вариативная часть).

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы студентов и трудоемкость (в часах)				Формы контроля, аттестации
				лекции	практические занятия	самостоятельная работа студента	контроль самостоятельной работы
1	Основы молекулярно-кинетической теории.	2	1-6	18 БЧ – 12 ВЧ – 6	12 БЧ – 6 ВЧ – 6	14 БЧ – 4 ВЧ – 10	2 БЧ – 1 ВЧ – 1	Фронтальный опрос, контрольная работа №1
2	Первое начало термодинамики	2	7-9	8 БЧ – 6 ВЧ – 2	8 БЧ – 4 ВЧ – 4	8 БЧ – 2 ВЧ – 6	2 БЧ – 2 ВЧ –	Фронтальный опрос, контрольная работа №2
3	Второе начало термодинамики	2	10-13	12 БЧ – 8 ВЧ – 4	8 БЧ – 4 ВЧ – 4	10 БЧ – 4 ВЧ – 6	2 БЧ – 2 ВЧ –	Фронтальный опрос, контрольная работа №2
4	Реальные газы и жидкости. Фазовые равновесия и фазовые переходы.	2	14-16	8 БЧ – 6 ВЧ – 2	6 БЧ – 4 ВЧ – 2	8 БЧ – 2 ВЧ – 6	2 БЧ – ВЧ – 2	Фронтальный опрос, контрольная работа №2
5	Процессы переноса в газах	2	17-18	4 БЧ – 2 ВЧ – 2	6 БЧ – 2 ВЧ – 4	5 БЧ – 1 ВЧ – 4	1 БЧ – ВЧ – 1	Фронтальный опрос, контрольная работа №2
	Всего			50 БЧ – 34 ВЧ – 16	40 БЧ – 20 ВЧ – 20	45 БЧ – 13 ВЧ – 32	9 БЧ – 5 ВЧ – 4	БЧ – экзамен – 36 час. ВЧ – зачет

Тема 1. Основы молекулярно-кинетической теории. Статистические распределения.

1.1. Предмет молекулярной физики и термодинамики. Массы атомов и молекул. Гипотеза и постоянная Авогадро. Количество вещества. Модель идеального газа. Опытные законы идеальных газов. Динамический, статистический и термодинамический методы описания вещества.

1.2. Случайные величины. Вероятность. Частотное определение вероятности. Сложение вероятностей взаимоисключающих событий. Умножение вероятностей для независимых событий. Нормировка вероятности. Среднее значение дискретной случайной величины. Плотность вероятности. Среднее значение непрерывно изменяющейся величины. Дисперсия. Функция распределения. Распределение Гаусса и условия его применимости.

1.3. Равновесное макроскопическое состояние системы. Средняя кинетическая энергия молекул. Определение температуры. Распределение молекул газа по проекциям скорости. Распределение Максвелла по модулю скорости. Характерные скорости распределения Максвелла. Число молекул в различных участках распределения Максвелла. Экспериментальная проверка распределения Максвелла. Частота ударов молекул о стенку. Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Закон Дальтона.

1.4. Температура. Способ измерения температуры. Эмпирическая шкала температур. Абсолютная термодинамическая шкала температур. Термометры. Абсолютный нуль. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.

1.5. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Соотношение между распределениями Максвелла и Больцмана. Атмосфера планет. Броуновское движение. Экспериментальное определение числа Авогадро.