ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті
СБЖ 3 деңгей құжаты
|
ПОӘК
|
УМКД 042-18.38.105/01-2013
|
ПОӘК
«Молекулалық физика»
пәнінің оқытушыға арналған бағдарламасы
|
№ 1 басылым
11.09.2013 жыл
|
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
5В060400 - «Физика»
мамандығы үшін
«Молекулалық физика»
ПӘНІНІҢ ОҚЫТУШЫҒА АРНАЛҒАН
БАҒДАРЛАМАСЫ
Семей 2013
Алғы сөз
1 ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ
Құрастырушы ___________ «____» ________ 2013 ж. А.Т. Рахимбердина «Физика» кафедрасының аға оқытушысы
2 ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Физика» кафедрасының отырысында
28 тамыз 2013 ж. Хаттама №1
Кафедра меңгерушісі _______ С.С.Маусымбаев
2.2. Физика-математика факультетінің оқу-әдістемелік бюросы кеңесі отырысында
12 қыркүйек 2013 ж. хаттама № 1
Төраға ________ К.А.Батырова
3 БЕКІТІЛДІ
Университеттің Оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға ұсынылды
____ ____________2013 ж. хаттама №
ОӘК төрағасы ________ Г.К.Искакова
4 Алғаш рет енгізілді
МАЗМҰНЫ
-
Қолданылу аумағы
-
Нормативтік сілтемелер
-
Жалпы мағлұматтар
-
Оқу пәнінің мазмұны (модуль бойынша)
-
Студенттердің өздік жұмысына арналған тақырыптар тізімі
-
Пәннің оқу-әдістемелік картасы
-
Оқу-әдістемелік әдебиетпен қамтылу картасы
-
Әдебиеттер
1. ҚОЛДАНУ АЙМАҒЫ
Пәннің оқу-әдістемелік кешені құрамына кіретін «Молекулалық физика» пәнінің бағдарламасы 5В060400 - «Физика» мамандығы үшін оқитын студенттерге арналған.
2. НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Аталған «Молекулалық физика» пәнінің оқытушыға арналған бағдарламасы төмендегі құжаттарға сүйене отырып жасалынып, осы пән бойынша оқу процесін ұйымдастыру талаптарын тағайындайды:
- 5В060400 – «Физика» мамандығының мемлекеттік жалпы міндетті стандарты, ҚР МЖМБС 3.08.319-2006 Қазақстан білім және ғылым министрлігінің бұйрығымен бекітілген.
- молекулалық физика пәнінің 5В060400 «физика» мамандығының типтік бағдарламасы;
- СТУ 042-08-РГКП-СГУ-8-2007 университет стандарты «Пәннің оқу-әдістемелік кешендерін әзірлеуге және рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар»
- ДП 042-08.10.10.12-2007 «Пәннің оқу-әдістемелік кешенінің құрылымы мен мазмұны»
3. ЖАЛПЫ МАҒЛҰМАТТАР
3.1 Пәннің қысқаша мазмұны:
Кіріспе. Молекулалық физика пәні. Материялық денелердің молекула-кинетикалық үлгісі(моделі). Атом және молекула массасы. Құрылымдық элемент. Зат мөлшері-моль. Феноменологиялық, термодинамикалық және молекула-кинетикалық зерттеу әдістері. Зат қасиеттерінің оның құрылымы мен құрылымдық элементтерінің жылулық қозғалысымен байланысы. Заттың үш фазасы: газ, сұйық және қатты дене. Идеал газ үлгісі. Молекулалық физиканың тарихи дамуына қысқаша шолу. Микропроцестердің қайтымдылығы мен макродеңгейде байқалатын құбылыстардың қайтымсыздығы арасындағы қатынастар проблемасы. Молекулалық физикада аппараттық технологияларды пайдалану. Экологиялық проблеманы шешудегі молекулалық физиканың әдістерінің алатын орны.
Негізгі бөлім. Тепе-теңдік макропараметрлері. Қысым мен температура. Термодинамикалық тепе-теңдік, Локалдық термодинамикалық тепе-теңдігі. Тепе-теңдіктің және локалды тепе-теңдіктің макропараметрлері. Тығыздық. Қоспада анықталатын компоненттің салыстырмалы мөлшерін сипаттайтын шама- концентрация. Қысым. Температура. Қысым мен температураның өлшеу тәсілдері, өлшемдері және өлшеу бірліктері. Менделлев-Клапейрон теңдеуі. Дальтон заңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула. Идеал газдың ішкі энергиясы. Энергияның еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру принципі. Мольдік және меншіктік жылу сиымдылық.
Статистикалық әдіс. Математикалық статистиканың негізгі түсініктері. Молекулалық жүйедегі кездейсоқ оқиғалар мен кездейсоқ шамалар. Броундық қозғалыс және оны молекулалық физикада байқалатын кездейсоқ шамалар мысалы ретінде қарастыру. Кездейсоқ оқиғаның ықтималдығы. Термодинамикалық жүйелердің статистикалық ансамблі туралы түсінік. Ансамбль бойынша орташа мен уақыт бойынша орташаны анықтау. Эргодикалық гипотеза. Флуктуация. Биномдық үлестірілуі. Пуассон үлестірілуі. Гаусс үлестірілуі. Микрокүй мен макрокүй. Термодинамикалық ықтималдықты (статистикалық салмақ) белгілі бір макрокүйге алып келетін микрокүйлер саны ретінде қарастыру.
Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвелдік үлестірілуі.
Газдағы молекулалардың сипаттауыш орташа жылдамдықтары. Берілген жылдамдық интервалындағы молекула саны. Әр түрлі температураларда және зат қоспасындағы әртүрлі химиялық компонентттер үшін Максвелл үлестірілуі. Максвелл функциясының өлшемсіз түрі. Газдың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі. Тепе-теңдік күйдегі газ молекулаларының жылулық бей-берекет қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының өлшеуіші – температура. Больцман үлестірілуі. Перрен тәжірибесі. Максвелл-Больцман үлестірілуі. Молекулалық шоқтармен жасалған тәжірибелер Максвелл үлестірілуінің эксперименттік дәлелі.
Термодинамиканың бірінші бастамасы. Термодинамиканың зерттеу пәні. Термодинамиканың негізгі заңдары. Термодинамика бастамалары – энергия түрленуімен өтетін құбылыстарды тәжірибелік қорытындылау нәтижесі. Күй функциялары. Термодинамиканың нолдік бастамасы. Температура. Термодинамиканың бірінші бастамасы және оның физикалық мәні. Термодинамиканың бірінші бастамасының бірінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауғы тиым салуы. Ішкі энергия-күй функциясы. Термодинамикадағы жұмыс және жылу ішкі энергияның өзгерту түрлері. Қайтымды және қайтымсыз процестер. Жылу сиымдылық. Жылу сиымдылық арасындағы қатынастар және оларды идеал газ молекулаларының еркіндік дәрежелері саны арқылы көрсету. Жылу сиымдылықтың классикалық теориясының жетімсіздігі. Жылу сиымдылықтың кванттық теориясы жөніндегі түсінік. Термодинамиканың бірінші заңын және идеал газ күй теңдеуін изобаралық, изохоралық, изотермалық және адиабаталық процестерді сипаттау үшін қолдану. Әртүрлі процестердегі термодинамикалық жүйенің жылу сиымдылығы. Әртүрлі координаттардағы процестер графиктері: жұмыстық диаграмма, жылулық диаграмма. Политроптық процесс. Изотроптық процестің жылу сиымдылығының политроп көрсеткішіне тәуелділігі.
Термодинамиканың екінші бастамасы. Циклдік процестер. Цикл жұмысы. Карно циклі. Карно циклінің пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК). Карно теоремалары. Клуазиус теңсіздігі. Энтропия. Термодинамиканың екінші бастамасы. Кельвин тұжырымдамасы. Клуазиус тұжырымдамасы. Термодинамиканың екінші заңының басқа тұжырымдамалары және олардың эквиваленттілігі. Термодинамиканың екінші бастамасының екінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауға тиым салуы. Циклдердің техникада қолданылуы. Идеал газдың энтропиясы. Жылулық ластаудың көзі мен оны азайту тәсілдеріне қоршаған ортаны жылулық машиналарының тоңазытқыш ретінде пайдалануы. Оқшауланған жүйелерде энтропияның өсу заңы. Қайтымсыз процестердегі энтропияның өзгерісі. Термодинамиканың екінші бастамасының статистикалық сипаты. Негізгі термодинамикалық теңбе-теңдік.
Нақты газдар. Идеал газдар қасиеттерінің нақты газдар қасиеттеріне ауытқуы. Эндрюстің эксперименттік изотермалары. Нақты газдар изотермаларын талдау. Молекулааралық өзара әрекеттесу күштері мен потенциалдары. Ван-дер-Ваальс күштері. Молекулалардың өзара әрекеттесуінің эмпирикалық потенциалдары, қатты сфералар, Леннард-Джонс потенциалы, Сэзерлэнд потенциалы. Нақты газдардың ерекшеліктерін ескеретін күй теңдеулері. Ван-дер-Ваальс теңдеуі. Ван-дер-Ваальс изотермолары. Метастабилді күйлер. Критикалық (сындық) температура. Критикалық күй. Сәйкес күйлер заңы. Ван-дер-Ваальс газының ішкі энергиясы. Джоуль-Томсон эффектісі. Газдағы кластерлер. Төменгі температуралардағы заттардың қасиеттері.
Сұйықтар. Сұйық күйдің ерекшеліктері. Сұйық бетінің еркін энергиясы. Беттік керілу. Беттік керілу коэффициенті беттің еркін, энергиясының меншікті тығыздығы ретінде қарастыру. Екі сұйықтың және сұйық пен қатты дененің арасындағы шекаралық тепе-теңдік шарттары. Майысқан беттің астында туатын қысым. Лаплас формуласы. Капиллярлық құбылыстар. Плато тәжірибелері. Капиллярлық құбылыстардың табиғи процестердегі алатын орны. Сұйықтың құрылымы. Жуық және алыс тәртіп. Осмостық қысым. Вант-Гофф заңы.
Қатты денелер. Заттардың кристалдық және аморфтық күйлері. Кристалдардың физикалық типтері. Қатты денелердің жылу сиымдылығы. Жылу сиымдылықтың классикалық теориясы. Дюлонг және Пти заңы. Қатты денелердің жылу сиымдылығының кванттық теориялары. Жылу сиымдылығының температуралық тәуелділігі: теория және эксперимент. Сұйықтық кристалдар.
Тасымалдау процестері. Макропараметрлердің градиенті (концентрация, температура немесе ағын жылдамдығы градиенті) байқалатын жүйелер – бір текті емес жүйелер. Тасымалдау процестерінің түрлері: тұтқырлық, жылу өткізгіштік, диффузия. Тасымалдау процестерін зерттеудің эксперименттік әдістері. Импульс, энергия және заттың байқалатын ағындары. Феноменологиялық конститутивтік қатынастар: Ньютонның үйкеліс заңы, Фурье заңы, Фик заңы. Тасымалдау коэффициенттері. Газдағы тасымалдау процестерінің кинетикалық теориясы. Соқтығысудың орташа жиілігі. Молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығы мен орташа уақыты, көлденең газкинетикалық қимасы. Диффузия, тұтқырлық, жылуөткізгіштік. Молекулааралық өзара әрекеттесуін сипаттайтын шамалар арқылы тасымалдау коэффициенттерінің өрнектері. Теория нәтижелерін экспериментпен салыстыру. Сиретілген газдағы физикалық құбылыстар. Сұйық пен қатты денедегі тасымалдау құбылыстарының ерекшеліктері. Молекулалық динамика әдісін тасымалдау процесін компьютерлік үлгілеу үшін қолдану.
Фазалық ауысулар. Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. Қалыпты және аномальды заттар үшін газ-сұйық-қатты зат күйлерінің диаграммасы. Үштік нүкте. Екінші текті фазалық ауысу. Сұйық гелий қасиеттері. Гелий күйлерінің диаграммасы. Асқын аққыштық..
3.2 Пәнді оқытудың мақсаты: күйлері мен процестері молекулалық қозғалыс пен молекулааралық әсерлесумен анықталатын жүйелердің физикалық қасиеттерін зерттеу.
3.3 Пәнді оқытудың негізгі мақсаты:
- пәнді физикалық эксперимент пен практикалық тәжірибе нәтижелеріне негізделген физикалық теория ретінде көрсетіп, өте көп бөлшектен құралған жүйенің өзіндік ерекшеліктерін молекулалық физиканың заңдарының статистикалық сипатымен таныстыру.
- Молекулалық физиканың мәселелерін шешетін әдістер туралы қазіргі көзқарастарға сай жеткілікті мәліметтер беру және олар физикалық денелердің құрамындағы бөлшектердің қозғалысы мен өзара әрекеттесуісен байланысты болатынын көрсету.
- Қозғалыстың молекулалық түрінің экологияда маңыздылығын және экожүйелерді зерттеу үшін молекулалық физиканың әдістерін қолдануға болатынын көрсету.
3.4 Пәнді оқытудың нәтижелері:
Пәнді оқыған соң студент игеруі қажет:
- молекулалық физиканың негізгі заңдарын, тепе-теңдік термодинамиканың негіздерін, әртүрлі процестердегі кейбір физикалық параметрлердің өзгерісін туғызатын екінші параметрлердің өзгеріс заңдылықтарын және молекулалық физикада қолданатын математикалық аппаратты білуі қажет;
- элементар бөлшектер мен Әлем дүниесінің әртүрлі реттелу деңгейлеріндегі табиғаттың объектілерінің (нысандарының) құрылымы мен қасиеттерін зерттеу үшін молекулалық физика заңдарын қолдануы қажет;
- ғылыми-зерттеулерді және орта оқу орныдарында білім беру процесін ұйымдасытруға дағдылануы қажет;
- ұйымдардағы адамдарды басқару іс-әрекеті ретінде менеджмент туралы түсінігі болуы қажет;
- өз еңбегін ғылыми негізінде ұйымдастыруды білуі қажет.
3.5 Курс пререквизиттері: механика, математикалық анализ;
3.6 Курс постреквизиттері: Электр және магнетизм, Оптика, Атомдық физика, Электродинамика.
Оқу жұмыс жоспарынан көшірме 1-кесте
Курс
|
Семестр
|
Кредит
|
Дәріс
|
Зерт. (сағ)
|
Машық
сабағы
|
СӨЖО (сағ)
|
ӨЖ
|
Барлығы (сағ)
|
Қорытынды бақылау түрі
|
1
|
2
|
3
|
15
|
15
|
15
|
22,5
|
67,5
|
135
|
Емтихан
|
4. ОҚУ ПӘНІНІҢ МАЗМҰНЫ (модуль бойынша)
2-кесте
Тақырыптын аты және мазмұны
|
Сағаттар
саны
|
1
|
2
|
Дәріс сабақтары
|
Модуль № 1 Кіріспе. Тепе-теңдік макропараметрлері, қысым мен температура. Статистикалық әдіс. Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвелдік үлестірілуі.
|
Дәріс № 1 Кіріспе. Молекулалық физика пәні. Материялық денелердің молекула-кинетикалық үлгісі(моделі). Атом және молекула массасы. Құрылымдық элемент. Зат мөлшері-моль. Феноменологиялық, термодинамикалық және молекула-кинетикалық зерттеу әдістері. Зат қасиеттерінің оның құрылымы мен құрылымдық элементтерінің жылулық қозғалысымен байланысы. Заттың үш фазасы: газ, сұйық және қатты дене. Идеал газ үлгісі. Молекулалық физиканың тарихи дамуына қысқаша шолу. Микропроцестердің қайтымдылығы мен макродеңгейде байқалатын құбылыстардың қайтымсыздығы арасындағы қатынастар проблемасы. Молекулалық физикада аппараттық технологияларды пайдалану. Экологиялық проблеманы шешудегі молекулалық физиканың әдістерінің алатын орны.
Негізгі бөлім. Тепе-теңдік макропараметрлері. Қысым мен температура. Термодинамикалық тепе-теңдік, Локалдық термодинамикалық тепе-теңдігі. Тепе-теңдіктің және локалды тепе-теңдіктің макропараметрлері. Тығыздық. Қоспада анықталатын компоненттің салыстырмалы мөлшерін сипаттайтын шама- концентрация. Қысым. Температура. Қысым мен температураның өлшеу тәсілдері, өлшемдері және өлшеу бірліктері.
|
1
|
Дәріс № 2 Менделлев-Клапейрон теңдеуі. Дальтон заңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула. Идеал газдың ішкі энергиясы. Энергияның еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру принципі. Мольдік және меншіктік жылу сиымдылық.
|
1
|
Дәріс № 3 Статистикалық әдіс. Математикалық статистиканың негізгі түсініктері. Молекулалық жүйедегі кездейсоқ оқиғалар мен кездейсоқ шамалар. Броундық қозғалыс және оны молекулалық физикада байқалатын кездейсоқ шамалар мысалы ретінде қарастыру. Кездейсоқ оқиғаның ықтималдығы. Термодинамикалық жүйелердің статистикалық ансамблі туралы түсінік. Ансамбль бойынша орташа мен уақыт бойынша орташаны анықтау. Эргодикалық гипотеза. Флуктуация. Биномдық үлестірілуі. Пуассон үлестірілуі. Гаусс үлестірілуі. Микрокүй мен макрокүй. Термодинамикалық ықтималдықты (статистикалық салмақ) белгілі бір макрокүйге алып келетін микрокүйлер саны ретінде қарастыру.
|
1
|
Дәріс № 4 Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвелдік үлестірілуі. Газдағы молекулалардың сипаттауыш орташа жылдамдықтары. Берілген жылдамдық интервалындағы молекула саны. Әр түрлі температураларда және зат қоспасындағы әртүрлі химиялық компонентттер үшін Максвелл үлестірілуі. Максвелл функциясының өлшемсіз түрі.
|
1
|
Дәріс № 5 Газдың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі. Тепе-теңдік күйдегі газ молекулаларының жылулық бей-берекет қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының өлшеуіші – температура. Больцман үлестірілуі. Перрен тәжірибесі. Максвелл-Больцман үлестірілуі. Молекулалық шоқтармен жасалған тәжірибелер Максвелл үлестірілуінің эксперименттік дәлелі.
|
1
|
Модуль № 2 Термодинамиканың бірінші бастамасы. Термодинамиканың екінші бастамасы.
|
|
Дәріс № 6 Термодинамиканың бірінші бастамасы. Термодинамиканың зерттеу пәні. Термодинамиканың негізгі заңдары. Термодинамика бастамалары – энергия түрленуімен өтетін құбылыстарды тәжірибелік қорытындылау нәтижесі. Күй функциялары. Термодинамиканың нолдік бастамасы. Температура. Термодинамиканың бірінші бастамасы және оның физикалық мәні. Термодинамиканың бірінші бастамасының бірінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауғы тиым салуы. Ішкі энергия-күй функциясы. Термодинамикадағы жұмыс және жылу ішкі энергияның өзгерту түрлері. Қайтымды және қайтымсыз процестер.
|
1
|
Дәріс № 7 Жылу сиымдылық. Жылу сиымдылық арасындағы қатынастар және оларды идеал газ молекулаларының еркіндік дәрежелері саны арқылы көрсету. Жылу сиымдылықтың классикалық теориясының жетімсіздігі. Жылу сиымдылықтың кванттық теориясы жөніндегі түсінік. Термодинамиканың бірінші заңын және идеал газ күй теңдеуін изобаралық, изохоралық, изотермалық және адиабаталық процестерді сипаттау үшін қолдану. Әртүрлі процестердегі термодинамикалық жүйенің жылу сиымдылығы. Әртүрлі координаттардағы процестер графиктері: жұмыстық диаграмма, жылулық диаграмма. Политроптық процесс. Изотроптық процестің жылу сиымдылығының политроп көрсеткішіне тәуелділігі.
|
1
|
Дәріс № 8 Термодинамиканың екінші бастамасы. Циклдік процестер. Цикл жұмысы. Карно циклі. Карно циклінің пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК). Карно теоремалары. Клуазиус теңсіздігі. Энтропия. Термодинамиканың екінші бастамасы. Кельвин тұжырымдамасы. Клуазиус тұжырымдамасы. Термодинамиканың екінші заңының басқа тұжырымдамалары және олардың эквиваленттілігі. Термодинамиканың екінші бастамасының екінші текті мәңгілік қозғалтқыш жасауға тиым салуы. Циклдердің техникада қолданылуы. Идеал газдың энтропиясы. Жылулық ластаудың көзі мен оны азайту тәсілдеріне қоршаған ортаны жылулық машиналарының тоңазытқыш ретінде пайдалануы. Оқшауланған жүйелерде энтропияның өсу заңы. Қайтымсыз процестердегі энтропияның өзгерісі. Термодинамиканың екінші бастамасының статистикалық сипаты. Негізгі термодинамикалық теңбе-теңдік.
|
1
|
Модуль № 3 Нақты газдар. Сұйықтар. Қатты денелер. Тасымалдау процестері. Фазалық ауысулар.
|
Дәріс № 9 Нақты газдар. Идеал газдар қасиеттерінің нақты газдар қасиеттеріне ауытқуы. Эндрюстің эксперименттік изотермалары. Нақты газдар изотермаларын талдау. Молекулааралық өзара әрекеттесу күштері мен потенциалдары. Ван-дер-Ваальс күштері. Молекулалардың өзара әрекеттесуінің эмпирикалық потенциалдары, қатты сфералар, Леннард-Джонс потенциалы, Сэзерлэнд потенциалы. Нақты газдардың ерекшеліктерін ескеретін күй теңдеулері. Ван-дер-Ваальс теңдеуі. Ван-дер-Ваальс изотермолары.
|
1
|
Дәріс № 10 Метастабилді күйлер. Критикалық (сындық) температура. Критикалық күй. Сәйкес күйлер заңы. Ван-дер-Ваальс газының ішкі энергиясы. Джоуль-Томсон эффектісі. Газдағы кластерлер. Төменгі температуралардағы заттардың қасиеттері.
|
|
Дәріс № 11 Сұйықтар. Сұйық күйдің ерекшеліктері. Сұйық бетінің еркін энергиясы. Беттік керілу. Беттік керілу коэффициенті беттің еркін, энергиясының меншікті тығыздығы ретінде қарастыру. Екі сұйықтың және сұйық пен қатты дененің арасындағы шекаралық тепе-теңдік шарттары. Майысқан беттің астында туатын қысым. Лаплас формуласы. Капиллярлық құбылыстар. Плато тәжірибелері. Капиллярлық құбылыстардың табиғи процестердегі алатын орны. Сұйықтың құрылымы. Жуық және алыс тәртіп. Осмостық қысым. Вант-Гофф заңы.
|
1
|
Дәріс № 12 Қатты денелер. Заттардың кристалдық және аморфтық күйлері. Кристалдардың физикалық типтері. Қатты денелердің жылу сиымдылығы. Жылу сиымдылықтың классикалық теориясы. Дюлонг және Пти заңы. Қатты денелердің жылу сиымдылығының кванттық теориялары. Жылу сиымдылығының температуралық тәуелділігі: теория және эксперимент. Сұйықтық кристалдар.
|
1
|
Дәріс № 13 Тасымалдау процестері. Макропараметрлердің градиенті (концентрация, температура немесе ағын жылдамдығы градиенті) байқалатын жүйелер – бір текті емес жүйелер. Тасымалдау процестерінің түрлері: тұтқырлық, жылу өткізгіштік, диффузия. Тасымалдау процестерін зерттеудің эксперименттік әдістері. Импульс, энергия және заттың байқалатын ағындары. Феноменологиялық конститутивтік қатынастар: Ньютонның үйкеліс заңы, Фурье заңы, Фик заңы. Тасымалдау коэффициенттері.
|
1
|
Дәріс № 14 Газдағы тасымалдау процестерінің кинетикалық теориясы. Соқтығысудың орташа жиілігі. Молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығы мен орташа уақыты, көлденең газкинетикалық қимасы. Диффузия, тұтқырлық, жылуөткізгіштік. Молекулааралық өзара әрекеттесуін сипаттайтын шамалар арқылы тасымалдау коэффициенттерінің өрнектері. Теория нәтижелерін экспериментпен салыстыру. Сиретілген газдағы физикалық құбылыстар. Сұйық пен қатты денедегі тасымалдау құбылыстарының ерекшеліктері. Молекулалық динамика әдісін тасымалдау процесін компьютерлік үлгілеу үшін қолдану.
|
1
|
Дәріс № 15 Фазалық ауысулар. Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. Қалыпты және аномальды заттар үшін газ-сұйық-қатты зат күйлерінің диаграммасы. Үштік нүкте. Екінші текті фазалық ауысу. Сұйық гелий қасиеттері. Гелий күйлерінің диаграммасы. Асқын аққыштық..
|
1
|
Машықтану сабақтары
|
Модуль № 1 Кіріспе. Тепе-теңдік макропараметрлері, қысым мен температура. Статистикалық әдіс. Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвелдік үлестірілуі.
|
Машықтану сабағы № 1 Атомдар мен молекулалардың массаларын есептеу. Жүйенің құрылымдық элементтерін анықтау. Зат мөлшері – моль. Әртүрлі молекулалық жүйелердің моль санын анықтау.
|
1
|
Машықтану сабағы № 2 Идеал газ күйінің теңдеуі. Менделлев-Клапейрон теңдеуі.
|
1
|
Машықтану сабағы № 3 Дальтон заңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула. Идеал газдың ішкі энергиясы. Энергияның еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру принципі.
|
1
|
Машықтану сабағы № 4 Мольдік және меншіктік жылу сиымдылық.
|
1
|
Машықтану сабағы № 5 Молекулалардың жылдамдық бойынша Максвелдік үлестірілуі.
|
1
|
Машықтану сабағы № 6 Газдың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі. Тепе-теңдік күйдегі газ молекулаларының жылулық бей-берекет қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының өлшеуіші – температура. Больцман үлестірілуі. Перрен тәжірибесі. Максвелл-Больцман үлестірілуі.
|
1
|
Модуль № 2 Термодинамиканың бірінші бастамасы. Термодинамиканың екінші бастамасы.
|
|
Машықтану сабағы № 7 Термодинамиканың бірінші бастамасы.
|
1
|
Машықтану сабағы № 8 Термодинамиканың бірінші заңын және идеал газ күй теңдеуін изобаралық, изохоралық, изотермалық және адиабаталық процестерді сипаттау үшін қолдану. Әртүрлі процестердегі термодинамикалық жүйенің жылу сиымдылығы.
|
1
|
Машықтану сабағы № 9 Изопараметрлік процестер.
|
1
|
Модуль № 3 Нақты газдар. Сұйықтар. Қатты денелер. Тасымалдау процестері. Фазалық ауысулар.
|
Машықтану сабағы № 10 Нақты газдар. Ван-дер-Ваальс теңдеуі. Ван-дер-Ваальс изотермолары.
|
1
|
Машықтану сабағы № 11 Заттың сұйық күйі. Беттік керілу. Капиллярлық құбылыстар.
|
1
|
Машықтану сабағы № 12 Қатты денелердің жылу сиымдылығы. Жылу сиымдылықтың классикалық теориясы. Дюлонг және Пти заңы.
|
1
|
Машықтану сабағы № 13 Тасымалдау процестері. Тасымалдау процестерінің түрлері: тұтқырлық, жылу өткізгіштік, диффузия. Ньютонның үйкеліс заңы, Фурье заңы, Фик заңы. Тасымалдау коэффициенттері.
|
1
|
Машықтану сабағы № 14 Газдағы тасымалдау процестерінің кинетикалық теориясы. Соқтығысудың орташа жиілігі. Молекулалардың еркін жүру жолының орташа ұзындығы мен орташа уақыты, көлденең газкинетикалық қимасы.
|
1
|
Машықтану сабағы № 15 Фазалық ауысулар. Бірінші және екінші текті фазалық ауысулар. Клапейрон-Клаузиус теңдеуі. Қалыпты және аномальды заттар үшін газ-сұйық-қатты зат күйлерінің диаграммасы. Үштік нүкте. Екінші текті фазалық ауысу.
|
1
|
Зертханалық жұмыстар
|
№ 1 Больцман тұрақтысын анықтау.
|
|
№ 2 Ауаның меншікті жылу сиымдылығының қатынасын Клеман-Дезорма әдісімен анықтау.
|
|
№ 3 Құмның жылу өткізгіштік коэффициентін анықтау.
|
|
№ 4 Сұйықтың тұтқырлық коэффициентін Стокс әдісімен анықтау.
|
|
№ 5 Сұйықтың көлемдік ұлғаю коэффициентін Дюлонг және Пти әдісімен анықтау.
|
|
№ 6 Қатты дененің сызықтық ұлғаю коэффициентін анықтау.
|
|
№ 7 Сұйықтың беттік керілу коэффицентін тамшы әдісімен анықтау.
|
|
№ 8 Қалайының меншікті балқу жылуын анықтау.
|
| 5.СТУДЕНТТЕРДІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫС ТАПСЫРМАЛАРЫ |
5. 1 Температура.
|
|
5.2 Микро- және макрокүйлер. Күйлер ықтималдылығы. Жиілік және уақыттық анықтамалар.
|
|
5.3 Статистикалық орташалар. Флуктуация.
|
|
5.4 Абсолюттік температура.
|
|
5.5 Жұмыс және жылу.
|
|
5.6 Изопараметрлік процестер.
|
|
5.7 Универсал газ тұрақтысының физикалық мәні.
|
|
5.8 Политроптық процесс.
|
|
5.9 Нақты газдар изотермалары.
|
|
5.10 Джоуль-Томсон эффектісі.
|
|
5.11 Сұйық күйдің ерекшеліктері.
|
|
5.12 Осмостық қысым.
|
|
5.13 Қатты заттардың жылусиымдылығы.
|
|
5.14 . Термодиффузия.
|
|
5.15 Сұйық гелийдің ерекшеліктері.
|
|
-
ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КАРТАСЫ
3-кесте
Тақырыптар
|
Көрнектілік құралдар, ОТҚ, плакаттар, зертханалық стендтер
|
Өздік оқуға арналған сұрақтар
|
Бақылау формасы
|
Дәріс сабақтары
|
Машықтану сабақтары
|
Зертханалық сабақтары
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Дәріс № 1 Кіріспе.Негізгі бөлім. Тепе-тең-дік макропа-раметрлері. Қы-сым мен температура.
|
Машықтану сабағы № 1 Атомдар мен молекулалардың масса-ларын есеп-теу. Әртүрлі молекулалық жүйелердің моль санын анықтау.
|
|
|
Қысым мен температураның өлшеу тәсілдері, өлшемдері және өлшеу бірліктері.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 2 Менделлев-Кла-пейрон теңдеуі. Дальтон заңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула. Идеал газдың ішкі энергиясы.
|
Машықтану сабағы № 2 Идеал газ күйінің теңдеуі.
|
Ауаның меншікті жылу сиымдылығының қатынасын Клеман-Дезорма әдісімен анықтау.
|
зертханалық қондырғы
|
Тепе-теңдік-тік және ло-калды тепе-теңдіктік макропара-метрлер.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 3 Статистикалық әдіс.
|
Машықтану сабағы № 3 Дальтон за-ңы. Паскаль заңы. Барометрлік формула.
|
|
|
Статистика-лық орташа-лар. Флуктуация
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 4 Молекулалар-дың жылдамдық бойынша Макс-велдің үлестірі-луі.
|
Машықтану сабағы № 4 Мольдік жә-не меншіктік жылу сиымдылық.
|
Құмның жылу өткізгіштік коэффициентін анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Максвелл функциясының өлшемсіз түрі.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 5 Больцман үлестірілуі.
|
Машықтану сабағы № 5 Максвелл үлестірілуі.
|
|
|
Перрен тәжірибесі.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 6 Термодинамиканың бірінші бастамасы.
|
Машықтану сабағы № 6 Больцман үлестірілуі.
|
Больцман тұрақтысын анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Күй функ-циялары.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 7 Жылу сиымдылық.
|
Машықтану сабағы № 7 Термодинамиканың бірін-ші бастамасы.
|
|
|
Жұмыстық, жылулық диаграмма.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 8 Термодинамиканың екінші бастамасы.
|
Машықтану сабағы № 8 Термодинамиканың бірін-ші заңын жә-не идеал газ күй теңдеуін изобаралық, изохоралық, изотермалық және адиаба-талық про-цестерді си-паттау үшін қолдану..
|
Сұйықтың беттік керілу коэффицентін тамшы әдісімен анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Негізгі термодинамикалық теңбе-теңдік.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 9 нақты газдар.
|
Машықтану сабағы № 9 Изопараметр-лік процес-тер.
|
Қалайының меншікті балқу жылуын анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Нақты газ-дар изотер-малары.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 10 Джоуль-Томсон эффектісі.
|
Машықтану сабағы № 10 Нақты газдар.
|
|
|
Газдағы кластерлер.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 11 Сұйықтар.
|
Машықтану сабағы № 11 Заттың сұйық күйі. Капил-лярлық құбылыстар.
|
Сұйықтың көлемдік ұлғаю коэффициентін Дюлонг және Пти әдісімен анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Осмостық қысым.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 12 Қатты денелер.
|
Машықтану сабағы № 12 Қатты дене-лердің жылу сиымдылығы.
|
Қатты дененің сызықтық ұлғаю коэффициентін анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Сұйық кристалдар.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 13 Тасымалдау құбылыстары.
|
Машықтану сабағы № 13 Тасымалдау процестері.
|
Сұйықтың тұтқырлық коэффициентін Стокс әдісімен анықтау.
|
Зертханалық қондырғы
|
Сиретілген газдардағы физикалық құбылыстар
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 14 Газдағы тасы-малдау процес-терінің кинети-калық теориясы.
|
Машықтану сабағы № 14 Соқтығысу-дың орташа жиілігі.
|
|
|
Термодиф-фузия.
|
Ауызша сұрау.
|
Дәріс № 15 Фазалық ауысулар.
|
Машықтану сабағы № 15 Фазалық ауысулар.
|
|
|
Сұйық ге-лийдің ерек-шеліктері
|
Ауызша сұрау.
|
7. ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК ӘДЕБИЕТПЕН ҚАМТЫЛУ КАРТАСЫ
4 кесте
Оқулықтардың, оқу-әдістемелік құралдардың атаулары | Экзем-пляр саны | Студент тер саны | Қамтылу
пайызы
| Трофимова Т.И. Курс физики. М, Высшая школа, 1981-1999 | | | |
Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, Мектеп, 1974 ж.
| |
| | Асқарова Ә.С., Молдабекова М.С. Молекулалық физика: Оқулық. Алматы. Қазақ университеті, 2006-246 б. | |
| | Савельев И.В. Жалпы физика курсы. І том. Механика, тербелістер мен толқындар, молекулалық физика. Орыс тілінен аударма.- Алматы, Мектеп, 2003 -508 б. | |
| | Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учеб. Для физ. Спец. Вузов-2-е изд.,М.:Высш. Шк., 1987 – 360 с. | |
| | Естекбаев М.Қ., Жумагулов А.Ж. Методическое разработка по молекулярной физике, Семей 1991 | |
| |
Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы, Ана тілі, 1991 ж.
| |
| |
Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика.-Изд.второе, испр.-М.:Наука, 2002 -552 с.
| |
| |
Мұқышева М.Қ., Паримбеков З.А., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсы, 1 бөлім:Механика. Молекулалық физика. Электр және магнетизм. Семей, 2009.
| |
| |
8. ӘДЕБИЕТТЕР
8.1 Негізгі әдебиеттер
8.1.1. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учеб. для физ. спец. вузов-2-е изд.,М.:Высш. Шк., 1987 – 360 с.
8.1.2 Савельев И.В. Жалпы физика курсы. І том. Механика, тербелістер мен толқындар, молекулалық физика. Орыс тілінен аударма.- Алматы, Мектеп, 2003 -508 б.
8.1.3. Мұқышева М.Қ., Паримбеков З.А., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсы, 1 бөлім:Механика. Молекулалық физика. Электр және магнетизм. Семей, 2009.
8.1.4 Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, Мектеп, 1974 ж.
8.1.5 Абдуллаев Ж. Жалпы физика курсы, Ана тілі, 1991 ж..
8.1.6. Паримбеков З.А., Рахимбердина А.Т., Тұрысбекова Б.Ш. Физика курсынан зертханалық практикум: Оқу-әдістемелік құрал, 2012 ж.
|
8.1.7 Асқарова Ә.С., Молдабекова М.С. Молекулалық физика: Оқулық. Алматы. Қазақ университеті, 2006-246 б.
8.2. Қосымша әдебиеттер
8.2.1. Румер Ю.В., Рывкин М.Ш. Термодинамика. Статистическая физика и кинетика: Учебное пособие.-Новосибирск: НГУ, 2000-608 с.
8.2.2. Берклеевский курс физики 1-6 томы, Москва, Наука, 1971 – 1978.
8.2.3. Косов Н., Саметқызы Молекулалық физика. І бөлімі.-Алматы: Рауан, 1993 -104 б.
8.2.4 Косов Н., Саметқызы Молекулалық физика. ІІ бөлімі.-Алматы: Рауан, 1997 - 96 б.
Достарыңызбен бөлісу: |
