Читать онлайн «Избранные лекции по физике. Часть 6. Статистическая физика и термодинамика: Методические указания для студентов УлГТУ»

Р. А. БРАЖЕ В. М. ПРОКОФЬЕВ ИЗБРАННЫЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ Ч. 6. Статистическая физика и термодинамика МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ульяновский государственный технический университет Р. А. БРАЖЕ В. М. ПРОКОФЬЕВ ИЗБРАННЫЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ Часть 6. Статистическая физика и термодинамика Методические указания для студентов УлГТУ Ульяновск 2003 УДК 530. 1(076) ББК 22. 3я7 Б87 Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета университета Рецензент д-р физ. -мат. наук, профессор Э. Т. Шипатов Браже Р. А. Б87 Избранные лекции по физике. Часть 6. Статистическая физика и термодинамика: Методические указания для студентов УлГТУ / Р. А. Браже, В. М. Прокофьев — Ульяновск: УлГТУ, 2003. — 42 с. Представлены оригинальные лекции по разделу «Статистическая физика и термодинамика» ведущих преподавателей кафедры физики УлГТУ. Указания предназначены для студентов 1 – 2 курсов технических направлений обучения и могут быть использованы при самостоятельном и ускоренном изучении дисцип- лины. УДК 530. 1(076) ББК 22. 3я7 © Р. А. Браже, В. М. Прокофьев, 2003 © Оформление. УлГТУ, 2003  СОДЕРЖАНИЕ 21. Классическая статистическая физика (Браже Р. А. )………. ……... 4 22. Квантовая статистика (Браже Р. А. ) ………………………………. 12 23. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа (Прокофьев В. М. )………………………………………………… 17 24. Начала термодинамики и их применение (Прокофьев В. М. ) . …. 25 25. Фазовые состояния, переходы и равновесия (Прокофьев В. М. ) 34 Использованная литература ………………………………………. 42 21. КЛАССИЧЕСКАЯ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА § 1. Распределение Максвелла молекул по скоростям Пусть f (v ) – функция, пропорциональная количеству молекул газа, имеющих значение скорости, равное v (рис. 21. 1). Ясно, что доля молекул ∞dN v S=∫ =1 0 N dN v N Рис. 21. 1. К выводу распределения Максвелла со скоростями, близкими к нулю и к бесконечности, очень мала. Бóльшая часть молекул имеет некоторые средние скорости движения. Рассмотрим бесконечно малый интервал скоростей dv в окрестности ее значения v . Число молекул, обладающих скоростями, входящими в этот интервал, dN v = Nf (v )dv, откуда 1 dN v f (v ) = . (21. 1) N dv 4  Это означает, что f (v) равно относительной доле молекул, прихо- дящихся на единичный интервал скоростей в окрестности данного значе- ния скорости.