Geum.ru

Типова програма кандидатського іспиту із спеціальності 01. 04. 14 Теплофізика та молекулярна фізика київ,1997

Вид материалаДокументы

Содержание


Іv. тверд тіла
V. рідини
Vі. фазові переходи
Vіі. основифізики плазми
Vііі. теорія теплообміну
Подобный материал:
Міністерство освіти України

ТИПОВА ПРОГРАМА КАНДИДАТСЬКОГО ІСПИТУ ІЗ СПЕЦІАЛЬНОСТІ 01.04.14 - ТЕПЛОФІЗИКА ТА МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА


Київ,1997

ПРОГРАМА

кандидатського іспиту із теплофізики та молекулярної фізики

спеціальність 01.04.14 /інваріантна частина/

В основу програми кандидатського іспиту із спеціальності "Теплофізика та молекулярна фізика" покладено вузівські дисципліни: "Молекулярна фізика", "Термодинаміка рівноважних та нерівноважних процесів", "Статистична фізика".

Програма відбиває сучасний стан тепдофізики та молекулярної фізики і містить основні закони і задачі, знання яких необхідне висококваліфікованому спеціалісту.

На іспиті необхідно показати високий рівень професійної підготовки, мати глибокі конкретні знання, що стосуються найбільш важливих фізичних законів та концепцій, продемонструвати вміння застосовувати фізичні закони до розв'язку дослідницьких і прикладних задач. Окрім того, необхідно знати загальні концепції і методологічні питання теплофізики та молекулярної фізики, історію розвитку даної галузі фізики взагалі і, зокрема, в Україні.

Програма кандидатського іспиту складається із двох частин: інваріантної і варіативної. Дана прогрма - це інваріантна частина.

Варіативна частина кандидатського іспиту, відповідно до профілю наукової тематики ВУЗу чи НДІ розробляється і затвердиться Вченою Радою в самій установі, де є аспірантура з даної спеціальності.

І. ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ І СТАТИСТИЧНОЇ ФІЗИКИ

  1. Зародження термодинаміки. Розвиток молекулярно-кінетичної теорії. Роботи Київської фізичної школи М.П.Авенаріуса.
  2. Закони термодинаміки. Термодинамічні функції. Закон зростання ентропії. Термодинамічні нерівності. Ознаки рівноваги термодинамічних систем.
  3. Основні принципи статистичної механіки. Теорема Ліувілля в класичній та квантовій статистиці. Мікроканонічний розподіл.
  4. Канонічний розподіл Гіббса. Розподіл Гіббса для систем із змінним числом частинок.
  5. Статистика Максвела-Больцмана. Розподіл Максвела. Розподіл Больцмана.
  6. Статистичний опис ідеального газу. Закон рівномірного розподілу. Термодинамічні властивості двохатомного газу.
  7. Квантова статистика ідеального газу. Розподіл Бозе-Ейнштейна. Розподіл Фермі-Дірака. Чорне випромінювання.
  8. Теорія флуктуацій. Розподіл Гаусса. Флуктуації основних термодинамічних величин. Формула Пуассона. Кореляції флуктуацій.
  9. Основи хімічної термодинаміки. Умова хімічної рівноваги. Закон діючих мас. Теплові ефекти реакцій. Закон Гесса.

ІІ. ОПИС НЕРІВНОВАЖНИХ ПРОЦЕСІВ
  1. Основні положення термодинаміки необоротних процесів. Потік ентропії. Феноменологічні закони. Співвідношення взаємності Онзагера. Співвідношення Гіббса-Дюгема. Термодинамічні функції в нерівноважних станах. Необоротні процесії і рівновага.
  2. Кінетичне рівняння Больцмана. Н-теорема.
  3. Випадкові блукання та броунівський рух. Рівняння Ланжевена. Рівняння Фоккера-Планка.
  4. Релаксаційні явища. Основне кінетичне рівняння. Типи релаксації. Дискретний і неперервний спектри часу релаксації. Спектри внутрішнього тертя.


ІІІ. НЕІДЕАЛЬНІ ГАЗИ
    1. Взаємодія молекул. Різноманітні складові міжмолекулярних сил. Потенціальні функції міжмолекулярної взаємодії. Пружні та непружні зіткнення.
    2. Рівняння стану газу у вигляді виріального ряду. Рівняння Ван-дер-Ваальса. Закон відповідних станів, термодинамічна подібність.
    3. Теплоємність і стисливість реального газу. Ефект Джоуля-Томсона. Одержання низьких температур.
    4. Явища переносу в газах. В’язкість. Теплопровідність. Дифузія. Пристінні явища в помірно розрідженому газі.
    5. Кінетичні явища в сильно розрідженому газі /газ Кнудсена/. Термодифузія. Дифузійні методи розділення ізотопів.

ІV. ТВЕРД ТІЛА
  1. Кристалічна гратка. Решітки Браве. Класифікація кристалів за типом зв’язків. Механічні і термічні властивості твердих ,тіл. Рівняння стану твердих тіл Мі-Грюнайзена.
  2. Теплопровідність і теплоємність твердих тіл. Інтерполяційна формула Дебая. Фонони.
  3. Полімери і їх класифікація. Основні мікро характеристики структури і загальні фізичні властивості полімерів.

V. РІДИНИ
  1. Будова рідин. Радіальна .функція розподілу. Ближній порядок. Рідкі кристали. Орієнтаційний порядок.
  2. Статистична теорія рідин. Частинні функції розподілу, методи інтегральних рівнянь. Модельні теорії.
  3. Термодинаміка поверхні. Поверхневий натяг та поверхневий тиск. Рівновага між поверхневою фазою та газом.
  4. Квантові рідини. Надплинність гелія.


VІ. ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ
  1. Діаграми стану. Рівняння Клапейрона-Клаузіуса. Критична точка та фізичні властивості в її околі.
  2. Фазові перетворення другого роду. Стрибок теплоємності. Теорія Еренфеста. Теорія Ландау.
  3. Діаграми стану двохкомпонентних систем. Правило фаз. Осмотичні явища.

VІІ. ОСНОВИФІЗИКИ ПЛАЗМИ
  1. Властивості плазми. Кулонівська взаємодія. Параметри неідеальності та виродження.
  2. Методи одержання та дослідження плазми. МГД-генератори, плазмотрони, термоядерні установки.
  3. Явища переносу в плазмі. Теплопровідність, електропровідність, в’язкість. Вплив неідеальності плазми на коефіцієнти переносу.
  4. Термодинамічні величини класичної і виродженої плазми.


VІІІ. ТЕОРІЯ ТЕПЛООБМІНУ
  1. Теплопровідність. Механізми переносу тепла. Тепловий потік. Параболічне та гіперболічне рівняння теплопровідності. Початкові та граничні умови.
  2. Стаціонарна теплопровідність. Крайові задачі для найпростішіх тіл. Об’ємні та поверхневі джерела тепла.
  3. Методи подібності та розмірності в теорії теплообміну. Критерії подібності та їх фізичний зміст. Критеріальні формули для розрахунку тепловіддачі. Тепловіддача при вільній та вимушеній конвекції.
  4. Основні методи розв'язку задач теплопровідності.


ЛІТЕРАТУРА:
  1. Боголюбов ММ. Проблеми данамічної тeopiї в статистичній фізиці. Вибр. праці, т.2. - К. Наукова думка, 1970.
  2. Ландау Л.Д., Лифшиц С.М.1. Статистическая физика. 12., Наука. 1976. - 584 с.
  3. Ландау Л.Д., Лифшиц СМ. Гидродинамика. М., Наука, 1975. 736 с.
  4. Федорченко A.M. Теоретична фізика. К.: Вища школа. т. 2: Квантова механіка, термодінаміка i статистична фізика. 1993. - 415 с.
  5. Коздоба Л.О. Методи розв’язку нeлiнiйниlx задач теплопровідності. М. Наука, 1976. - 133 с.
  6. Сивухин Д.В. Общий курс физики. М. Наука, 1975. - 552 с.
  7. Kiкoїн А.К., Kiкoїн I.K. Молекулярна фізика. Н. Наука, 1976. - 303 с.
  8. Базаров И.П. Термодинамика. Изд. 3-е - М. Высшая школа, 1983. - 344 с.
  9. Киттель Ч. Статистическая термодинамика. М. Наука, 1977. -336 с.
  10. Хаазе Р. Термодинамика необратимых процессов. М. Мир, 1967. - 541 с.
  11. Пригожин И., Дэфэй Р. Химическая термодинамика. М Наука, 1966. - 508 с.
  12. Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика. М. Мир, 1978, - 401 с.
  13. Ситенко С.Г., Мальнев В.М. Основи теopії плазми. К. Наукова думка. 1994. - 366 с.
  14. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М. Высшая школа, 1967. - 599 с.
  15. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности. ч. I, ч. П, М. Высшая школа, 1982. - 304 с.
  16. Беляев Н.М., Рядно А.А. Математические методы тепло проводности; Учеб.пособие. Вища школа, 1992. - 415 с.
  17. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. - Химия, 1978. - 544 с.
  18. Гельфер Я.М. История и методология термодинамики и статистической физики, т.I-ІІ. М. Высшая школа, 1973.
  19. Кордун Г.Г. Історія фізики. Вища школа, К. 1993.-280 с.