Книга: Ефремов Ю. С. «Статистическая физика и термодинамика»

Учебное пособие содержит систематическое изложение раздела курса теоретической физики «Статистическая физика и термодинамика». Оно написано в соответствии с требованиями государственного стандарта по специальности 050203. 65 (физика с дополнительной специальностью) и специальности 050203 (физика).

Содержание:

Введение...... 6 §1. Макроскопические системы и процессы...... 6 §2. Основы теории вероятностей...... 7 Примеры решения задач...... 15 Задачи для самостоятельного решения...... 20 Глава I. Основные положения статистической физики...... 22 §1. Функция распределения в фазовом пространстве...... 22 §2. Теорема Лиувилля...... 25 §3. Статистическое распределение и законы сохранения...... 27 §4. Канонический ансамбль Гиббса...... 29 §5. Микроканоническое распределение в классической статистике...... 30 §6. Микроканоническое распределение в квантовой статистике...... 31 §7. Статистический вес. Энтропия...... 33 Примеры решения задач...... 38 Задачи для самостоятельного решения...... 41 Глава II. Законы термодинамики...... 43 §1. Термодинамические величины...... 43 §2. Внутренняя энергия системы. Первый закон термодинамики...... 44 §3. Второй закон термодинамики...... 45 §4. Термодинамическое определение температуры...... 47 §5. Максимальная работа процессов...... 50 §6. Термодинамические функции и их свойства...... 51 §7. Химический потенциал...... 56 §8. Теорема Нернста...... 57 Примеры решения задач...... 60 Задачи для самостоятельного решения...... 63 Глава III. Каноническое распределение Гиббса...... 64 §1. Распределение Гиббса в квантовой статистике...... 64 §2. Получение термодинамических соотношений из распределения Гиббса...... 69 §3. Распределение Гиббса для систем с переменным числом частиц...... 71 Примеры решения задач...... 73 Задачи для самостоятельного решения...... 77 Глава IV. Свойства идеальных и реальных газов...... 79 §1. Статистика Больцмана для разреженных идеальных газов...... 79 §2. Распределение Максвелла...... 81 §3. Идеальный газ во внешнем поле. Барометрическая формула...... 83 §4. Энтропия и свободная энергия идеального газа...... 85 §5. Уравнение состояния идеального газа...... 87 §6. Закон равнораспределения классической статистики...... 91 §7. Теория теплоемкостей одноатомных и двухатомных идеальных газов...... 95 §8. Уравнение Ван-дер-Ваальса...... 106 Примеры решения задач...... 116 Задачи для самостоятельного решения...... 124 Глава V. Равновесие фаз и фазовые переходы...... 126 §1. Условия равновесия фаз...... 126 §2. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса...... 129 §3. Температурная зависимость давления насыщенного пара...... 133 §4. Критическая точка...... 134 §5. Равновесие трех фаз чистого вещества. Тройная точка...... 136 §6. Правило фаз Гиббса...... 137 §7. Фазовые переходы второго рода...... 139 Примеры решения задач...... 143 Задачи для самостоятельного решения...... 145 Глава VI. Квантовая статистика систем, состоящих из одинаковых частиц...... 147 §1. Принцип тождественности частиц...... 147 §2. Статистики Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна...... 149 §3. Критерий вырождения...... 153 §4. Общие свойства газов, состоящих из бозонов и фермионов...... 155 §5. Вырожденный электронный газ...... 158 §6. Явление конденсации в вырожденном Бозе–газе...... 161 §7. Фотонный газ...... 163 Примеры решения задач...... 167 Задачи для самостоятельного решения...... 171 Глава VII. Элементы теории флуктуаций...... 173 §1. Распределение Гаусса...... 173 §2. Флуктуации основных термодинамических величин...... 175 §3. Условия устойчивого состояния...... 179 §4. Броуновское движение...... 180 Примеры решения задач...... 184 Задачи для самостоятельного решения...... 187 Глава VIII. Основы кинетики...... 189 §1. Термодинамические силы и потоки. Теорема Онсагера...... 189 §2. Кинетическое уравнение Больцмана...... 193 §3. H–теорема Больцмана...... 196 Примеры решения задач...... 198 Задачи для самостоятельного решения...... 203 Приложение...... 204 Литература...... 207

Издательство: "Директ-Медиа" (2015)

ISBN: 9785447546205