MOL-010 · Термодинамика Демо-материал

Энтропия, третье начало и явления переноса

Энтропия и вероятность, энтропия как мера беспорядка, третье начало термодинамики, отрицательные температуры; явления переноса в газах: длина свободного пробега молекул, диффузия, внутреннее трение (вязкость) и теплопроводность.

Примерное время: 3 ч 5 заданий

Учебная цель

Понять статистическое определение энтропии ($S = k\ln W$) и её связь с беспорядком.
Знать третье начало термодинамики и его следствия; познакомиться с понятием отрицательной температуры.
Научиться вычислять среднюю длину свободного пробега молекул.
Изучить законы диффузии, вязкости и теплопроводности и молекулярно-кинетические выражения коэффициентов переноса.

Ожидаемые результаты

Вычисляет изменение энтропии в процессах с идеальным газом и при теплообмене.
Объясняет, что третье начало означает недостижимость абсолютного нуля.
Оценивает длину свободного пробега при нормальных условиях и при низком давлении.
Вычисляет потоки массы, импульса и теплоты по законам Фика, Ньютона и Фурье; объясняет зависимость коэффициентов переноса от давления и температуры.

Интерактивная модельДиффузия и рост энтропии

Задания

Лекция
Лекция · 1 ч 20 мин · обязательный
Решение задач по темам «Второе начало термодинамики» и «Теплопроводность газов»
Практическое занятие · 1 ч 20 мин · обязательный
Определение коэффициента внутреннего трения жидкостей методом Стокса
Лабораторная работа · 2 ч 15 мин · необязательно
Энтропия и энтальпия
Самостоятельная работа · 6 ч · необязательно
Итоговый тест
Тест · 20 мин · обязательный · проход ≥ 70%

Условия завершения

  • Лекция
  • Решение задач по темам «Второе начало термодинамики» и «Теплопроводность газов»
  • Итоговый тест — не менее 70%