Методические указания к решению задач по курсу общей физики. Статистическая физика

Московский государственный технический университет 
 имени Н.Э. Баумана 
 
 
 
 
 
 
 
 
О.С. Еркович, А.Н. Морозов 
 
 
 
 
Методические указания  
к решению задач по курсу общей физики 
 
Статистическая физика  
 
 
Под научной редакцией Л.К. Мартинсона 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана  
2007 
 

Е718 
УДК 531.19 
ББК 22.317 
        Е718 
Рецензент  Т.А. Митюшкина  
Еркович О.С., Морозов А.Н. 
Методические указания к решению задач по курсу общей физики. Статистическая физика / Под науч. ред. Л.К. Мартинсона. –
 М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 28 с. 
  
Дан краткий обзор основных понятий и соотношений теории, необходимых для решения задач по разделу «Статистическая физика». Изложена методика решения типовых задач.  
Для студентов 1-го курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
Ил. 2. Библиогр. 3 назв. 
 
УДК 531.19 
ББК 22.317 
 
Ольга Станиславовна Еркович 
Андрей Николаевич Морозов  
 
Методические указания  
к решению задач по курсу общей физики 
  
Статистическая физика 
 
 
Редактор О.М. Королева 
Корректор М.А. Василевская 
Компьютерная верстка  Е.В. Зимакова 
 
Подписано в печать 18.04.2007. Формат  60х84/16. Бумага офсетная. 
Печ. л. 1,75. Усл. печ. л. 1,63.  Уч.-изд. л. 1,55. Тираж 500 экз.  
Изд № 44. Заказ  
 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5 
 
                                                        ©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007 
 

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ  
СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ  
Молекулярная физика и термодинамика – тесно связанные  
между собой разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах (системах). Особенности этих процессов 
обусловлены тем, что число содержащихся в макроскопических 
телах частиц (атомов, молекул, ионов) чрезвычайно велико. Например, при нормальных условиях в 1 мм3 газа, который можно 
рассматривать как идеальный, т. е. достаточно разреженный, содержится около 
16
2,7 10
⋅
 молекул. В конденсированных средах 
концентрации молекул возрастают еще примерно на три порядка. 
Если считать, что движение каждой молекулы подчиняется законам Ньютона, то, вне зависимости от справедливости этого утверждения, мы не сможем составить систему дифференциальных 
уравнений, описывающих поведение такого макроскопического 
тела. Поэтому движение отдельной частицы – атома или молекулы 
– не может быть изучено методами классической механики. 
Хаотичность движения частиц приводит к тому, что макроскопические свойства систем в обычных условиях совершенно не зависят от начального положения этих частиц, в то время как механическое состояние системы существенно зависит от этих 
условий. Например, система, изолированная от внешних воздействий, с течением времени переходит в равновесное состояние.  
Свойства равновесного состояния макроскопической системы 
определяются только макроскопическими характеристиками начального состояния, такими, как внутренняя энергия, число частиц, химический состав и др.  
Возрастание количества механически движущихся частиц в 
системе порождает новый вид движения – тепловое движение.  
Для исследования процессов, связанных с тепловым движением, применяются два качественно различных и взаимно дополняющих друг друга подхода: статистический (молекулярнокинетический) и термодинамический. 
Статистический метод основан на использовании определенных физических моделей исследуемых систем в сочетании с методами теории вероятностей. Раздел теоретической физики, в кото3