Молекулярная физика. Термодинамика

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
 
 
Э.А. КОШЕЛЕВ 
 
 
 
 
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА 
 
ТЕРМОДИНАМИКА 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2019 

 

УДК 539.19 + 536.7](075.8) 
         К 76 
 

Рецензенты: 

канд. физ.-мат. наук, доцент И.Б. Формусатик 
канд. техн. наук, доцент В.В. Христофоров 
 
Работа подготовлена на кафедре прикладной и теоритической физики  
и утверждена Редакционно-издательским советом университета  
в качестве учебно-методического пособия 
 
Кошелев Э.А. 
К 76 
  
Молекулярная физика. Термодинамика: учебно-методическое пособие / Э.А. Кошелев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 
2019. – 46 с. 

      ISBN 978-5-7782-3995-1 

Пособие представляет собой сборник задач по разделам физики 
«Термодинамика» и «Молекулярная физика». Изложение каждой темы 
начинается с краткого теоретического введения и сопровождается разобранными примерами решения задач. Представлено 28 вариантов заданий (по восемь задач в каждом), предназначенных в качестве расчетнографических заданий для самостоятельной работы студентов. Материал 
отражает требования, предъявляемые к курсу физики ФГОС 3. 
Предназначено для студентов технических направлений курса 
дневного отделения НГТУ факультетов РЭФ, ФЭН, ФТФ. 
 
 
УДК 539.19 + 536.7](075.8) 
 
 
ISBN 978-5-7782-3995-1  
 
 
 
 
 
 
© Кошелев Э.А., 2019 
© Новосибирский государственный 
    технический университет, 2019 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
 

Предисловие ............................................................................................................. 4 

1. Молекулярная физика ......................................................................................... 5 

2. Термодинамика .................................................................................................... 8 

Примеры решения задач ........................................................................................ 10 

Варианты задач ...................................................................................................... 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Интенсивное развитие молекулярной физики и термодинамики 
началось в начале XIX столетия, что связано с первой научно-технической революцией в производстве (широким внедрением в промышленности и на транспорте надежных и производительных тепловых 
двигателей, рабочим телом которых являлся водяной пар). Молекулярно-кинетическая теория строения вещества получила активное развитие и применение в трудах выдающихся физиков. Во второй половине XIX столетия в трудах Максвелла, Клаузиуса, Больцмана, Гиббса 
особенно активно развивалась статистическая физика. Подтверждением правильности молекулярно-кинетической теории послужило 
объяснение на ее основе броуновского движения, процессов диффузии, теплопроводности, вязкости и других явлений. Методы технической термодинамики позволили правильно описать работу различных 
тепловых двигателей и методы повышения их коэффициента полезного действия. 
Настоящее пособие представляет собой сборник задач по этим разделам курса общей физики. Самостоятельное решение задач студентами 
необходимо для усвоения курса общей физики и понимания сути физических законов. Защита индивидуального задания обязательна. При 
этом студент должен объяснить применение конкретных физических законов, соответствующих им формул и выполнение соответствующих 
математических преобразований. 
 
 
 
 
 

 

1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА 

 
1. Давление идеального газа 

к
2
3
P
n
nkT

  
, 

где n – концентрация молекул; 
к

 – средняя кинетическая энергия по
ступательного движения одной молекулы; Т – температура газа. 
Средняя кинетическая энергия поступательного и вращательного 
движения одной молекулы 

к
2
i kT


, 

где i – число степеней свободы молекулы газа. Это число равно трем для 
одноатомных молекул, пяти для двухатомных и шести для трех- и многоатомных молекул (без учета колебательных степеней свободы). 
1. Теплоемкость одного моля газа: 

2
V
i
C
R

 – при постоянном объеме; 

2
2
P
i
C
R


 – при постоянном давлении; 

2
P

V

C
i
C
i

 

 – показатель адиабаты.