ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ
МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ
ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра
Физико-математических
дисциплин
Столяренко В.Ф., Иванников В.В., Воловик В.Н.
Ф И З И К А
ЧАСТЬ II
Методические указания
Для самостоятельной и индивидуальной работы
С заданиями для контрольных работ
для студентов заочной формы обучения
инженерных специальностей
аграрных высших учебных заведений Украины
Луганск – 2007
УДК 681.513:62-50
Составители:
СТОЛЯРЕНКО В.Ф.,
кандидат технических наук, доцент кафедры физико-математических дисциплин;
ИВАННИКОВ В.В.,
старший преподаватель кафедры физико-математических дисциплин,
почетный доцент ЛНАУ;
ВОЛОВИК В.Н.,
старший преподаватель кафедры физико-математических дисциплин.
Физика. Методические указания для самостоятельной и индивидуальной работы с заданиями для контрольных работ. Часть II. Для студентов заочной формы обучения инженерных специальностей аграрных высших учебных заведений Украины./ Столяренко В.Ф., Иванников В.В., Воловик В.Н. – Луганск: Изд-во ЛНАУ, 2007. - 74 с.
Рецензенты:
ЛЕВИ Л.И.
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой физико-математических дисциплин Луганского национального аграрного университета
КОВАЛЬ А.В.
кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физико-математических дисциплин Луганского национального аграрного университета
|
|
|
Издание рассмотрено и рекомендовано к печати на заседании кафедры физико-математических дисциплин (протокол № 6 от 7 февраля 2007г.);
на заседании методической комиссии строительного факультета (протокол № 6 от 14 февраля 2007г.).
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА НАД КУРСОМ ФИЗИКИ
Изучение курса физики студентами-заочниками делится на два этапа:
1-й – слушание установочных лекций, самостоятельное изучение физики по учебникам и учебным пособиям, выполнение контрольных работ и получение по ним зачёта;
2-й – участие в экзаменационной сессии, выполнение лабораторных работ, сдача зачётов и экзаменов.
Основная работа по изучению курса должна быть проделана студентами до лабораторно-экзаменационной сессии. Большую ошибку допускают те студенты, которые откладывают изучение физики до сессии. В период сессии, ввиду её непродолжительности, студент не имеет возможности для серьёзной самостоятельной работы, так как всё его время в этот период занято выполнением лабораторных работ, сдачей зачётов и экзаменов.
Изучая курс физики, необходимо руководствоваться программой. Нельзя ограничиваться изучением лишь тех вопросов теории, которые непосредственно связаны с выполнением контрольных работ.
|
|
|
Самостоятельная работа по учебным пособиям должна обязательно сопровождаться составлением конспекта, в котором кратко описаны физические явления, записаны формулировки законов и формулы, выражающие законы, определения физических величин и их единиц, выполняются чертежи и решаются типовые задачи.
При необходимости студент может получить (устно или письменно) консультацию на кафедре физики своего вуза или на учебно-консультативном пункте (УКП), а также на кафедре физики любых ближайших учебных заведений. При невозможности приехать в институт или УКП студент должен обратится на кафедру за получением письменной консультации, указав характер затруднения, а также автора и название учебного пособия, которым он пользовался при изучении материала.
ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Индивидуальное задание на контрольную работу производится по таблицам приведенным в приложении 3 в зависимости от специальности. Студенты специальностей «Промышленное и гражданское строительство», «Автодороги и аэродромы», «Землеустройство и кадастр» выбирают задание на контрольную работу по таблице 1, студенты специальности «Механизация сельского хозяйства» выбирают задание на контрольную работу по таблице 2, студенты специальности «Технология хранения, консервирования и переработки мяса» – по таблице 3, студенты специальности «Технология хранения, консервирования и переработки молока» – по таблице 4.
|
|
|
Чтобы найти задачи своего варианта надо в соответствующей таблице отыскать клетку, образуемую при пересечении горизонтальной строки, обозначенной цифрой, совпадающей с предпоследней цифрой шифра, и вертикального столбца, обозначенного цифрой, совпадающей с последней цифрой шифра. В найденной таким образом клетке указаны номера задач данного варианта. Шифр студента образуется из номера зачетной книжки. Например, пусть шифр студента специальности «ПГС» №080327. Предпоследняя цифра – 2, а последняя – 7. Шифр данного студента – 27. В приложении 3, в таблице 1 находится клетка на пересечении предпоследней цифры шифра (2) и последней цифры шифра (7). В этой клетке указаны номера задач контрольной работы варианта 27: 3, 46, 69, 74, 85, 103, 127, 134, 162, 168, 188, 211, 236, 250.
|
|
|
При выполнении и оформлении контрольных работ следует руководствоваться следующими правилами.
1. Каждая работа, присланная на рецензию, должна быть выполнена в отдельной ученической тетради, на обложке которой нужно указать фамилию, инициалы, полный шифр, номер контрольной работы, дату её отправки в институт и адрес студента.
2. Задачи контрольной работы должны иметь те номера, под которыми они стоят в методических указаниях. Условия задач необходимо переписывать полностью. Каждую задачу начинать с новой страницы. Для замечаний рецензента следует оставлять поля шириной 4 – 5 см.
3. Решение задачи должно быть кратко обосновано с использованием законов и положений физики. При необходимости решение следует пояснить чертежом, выполненным карандашом с помощью циркуля и линейки. Обозначения на чертеже и в решении должны соответствовать и поясняться. Не следует обозначать одну и ту же величину разными буквами, а также обозначать различные величины одними и теми же символами.
4. На каждую контрольную работу требуется 20 – 30 часов интенсивного труда. Если, несмотря на собственные усилия и полученные консультации, отдельные задачи не решаются, оформите работу, приведя в соответствующих местах ваши попытки решения, изложив коротко ваши соображения и затруднения. Пусть такая работа не будет зачтена, но критические замечания рецензента, его пояснения, ссылки на литературу или письменные консультации по решению конкретных задач помогут вам найти правильное решение.
Во время лабораторно-экзаменационной сессии вам предложат пояснить ход решения задач, входящих в контрольные работы, физический смысл встречающихся в решениях величин, применяемые при вычислениях единицы и т. п. Неудовлетворительные ответы на вопросы по контрольным работам могут повлиять на исход зачёта или экзамена.
5. Как правило, задачи решаются в общем виде, т. е. в буквенных выражениях, без вычисления промежуточных величин. Числовые значения подставляются только окончательную (расчётную) формулу. Если расчётная формула не выражает общеизвестный физический закон, то её следует вывести. После получения расчётной формулы необходимо: а) пояснить величины, входящие в формулу; б) проверить расчётную формулу, для чего подставить в неё обозначения единиц, входящих в формулу величин, и убедиться, что единицы правой и левой частей формулы совпадают; в) выразить все величины в СИ и выписать их числовые значения в виде столбика; г) подставить в расчётную формулу числовые значения величин и произвести вычисления.
6. Получив проверенную работу (как зачтённую, так и незачтённую), студент обязан тщательно изучить все замечания рецензента, уяснить свои ошибки и внести исправления. Повторно оформленная работа высылается на рецензию обязательно вместе с тетрадью, в которой была выполнена незачтённая работа и с рецензией на неё. Замечания и рекомендации, сделанные преподавателями кафедры, следует рассматривать как руководство для подготовки к беседе по решениям задачи. Все тетради с контрольными работами нужно сохранять, так как на экзамен студент допускается только при их предъявлении.
7. В конце работы необходимо указать год и место издания методических указаний, перечислить использованную литературу, обязательно указывая авторов учебников и год их издания. Это позволит рецензенту при необходимости дать ссылку на определённую страницу того пособия, которое имеется у вас.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: ВШ, 1990, 2001.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1977-1979. – Т. 1, 2, 3.
3. Грабовский Р.И. Курс физики (для с/х институтов). – М.: 1980.
4. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики.–М.:Наука, 1985.
5. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. – М.: ВШ, 1981.
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ФИЗИКЕ
ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ
ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
ВВЕДЕНИЕ
Физика как наука. Материя и движение. Формулы движения материи. Методы физических исследований. Физика и другие науки. Связь физики и техники, их взаимное влияние. Важность изучения физики для будущих специалистов. Математический аппарат как средство исследования и открытия физических явлений.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Принцип инерции. Система отсчёта. Пространство, время движение. Материальная точка. Абсолютно твёрдое тело. Параметры движения (радиус-вектор, перемещение, скорость, ускорение). Принцип инерции и его анализ.
Принцип относительности. Принцип относительности Галилея. Свойства пространства и времени в инерциальных системах. Элементы теории относительности. Преобразования Лоренца. Релятивистская механика.
Поступательное движение.Прямолинейное и криволинейное движение. Траектория. Кинематика поступательного движения. Динамика поступательного движения. Сила, масса. Закон сохранения количества движения. Работа, энергия, мощность. Закон сохранения энергии.
Вращательное движение.Параметры движения. Кинематика вращательного движения. Момент силы, момент инерции. Работа, энергия, мощность вращательного движения. Закон сохранения момента количества движения.
Колебательные движения. Маятники. Дифференциальные и кинематические уравнения колебаний. Параметры колебаний. Свободные колебания. Скорость, ускорение и энергия колебательного движения. Сложение колебаний. Затухающие колебания. Дифференциальное и кинематическое уравнения колебаний. Параметры колебаний. Декремент затухания. Коэффициент затухания. Время релаксации. Апериодические колебания. Вынужденные колебания. Параметры вынужденных колебаний. Резонанс. Автоколебания.
Волны, механизм их образования. Уравнение волны. Акустические волны, их характеристики. Эффект Доплера. Звук и его характеристики.
Силы. Консервативные системы. Сила тяжести. Закон всемирного тяготения. Ускорение свободного падения. Работа силы тяжести. Космические скорости.
Сила упругости. Сила трения. Виды трения. Зависимость силы трения от скорости движения и других факторов.
ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ
Статистический и термодинамический методы исследования. Состояние термодинамического равновесия. Параметры состояния. Квазистационарные процессы, их графические изображения.
Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов. Предмет молекулярной физики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Молекулярно-кинетическая интерпретация температуры. Средняя кинетическая энергия молекулы. Закон равномерного распределения энергий по степеням свободы.
Закон Максвелла о распределении молекул газа по скоростям. Опыт Штерна. Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробела молекул.
Явление переноса. Градиент физической величины. Диффузия, закон Фика. Внутреннее трение, закон Ньютона. Теплопроводность. Закон Фурье. Общая характеристика явлений переноса.
Первый закон термодинамики. Работа газа по изменению объёма. Внутренняя энергия термодинамической системы. Первый закон термодинамики, его применение к изопроцессам. Теплоёмкость идеального газа Ср и Сv. Работа газа в разных изопроцессах. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.
Второй закон термодинамики. Направленность процессов в природе. Второй закон термодинамики. Обратимый и необратимый процессы. Цикл Карно. КПД цикла Карно. Физическая причина необратимость процессов природы. Энтропия и её физический смысл. Принцип возрастания энтропии.
Реальные газы. Ограничение действия закона Бойля-Мариотта. Поправки Ван-дер-Ваальса. Уравнение состояния реального газа. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Сжижение газов. Внутренняя энергия реального газа. Эффект Джоуля-Томсона.
Жидкости. Характеристики жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание. Краевой угол. Мениски. Капиллярный эффект.
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
Электростатика
Электростатическое поле и его характеристики. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Напряжённость поля точечного заряда. Принцип суперпозиции электрических полей. Графическое изображение электрического поля. Электрическое смещение. Теорема Остроградского-Гаусса, её применение. Работа в электрическом поле. Потенциал, разность потенциалов. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля.
Электрическое поле в диэлектриках.Свободные и связные заряды. Типы диэлектриков. Электрический диполь, его поведение в электрическом поле. Вектор поляризации. Напряжённость электрического поля в диэлектрике. Сегнетоэлектрики, электреты. Пьезоэлектрический и электрострикционный эффекты.
Проводники в электрическом поле. Распределение зарядов в проводнике. Поверхностная плотность заряда. Электроёмкость проводника. Конденсаторы. Ёмкость плоского, цилиндрического, сферического конденсаторов. Электроёмкость Земли. Ёмкость системы конденсаторов.
Энергия электрического поля.Энергия системы электрических зарядов. Энергия заряженного проводника. Энергия конденсатора, её объёмная плотность.
Постоянный электрический ток
Законы постоянного тока. Электрический ток и его характеристики. Сила и плотность тока. Падение напряжения и электродвижущая сила. Закон Ома. Электропроводность, электрическое сопротивление. Закон Джоуля-Ленца. Закон Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.
Классическая теория электропроводимости. Носители электрического заряда. Движение носителей под действием электрического поля. Подвижность носителей. Закон Ома и Джоуля-Ленца как следствие классической теории электропроводимости.
Элементы физической электроники. Виды элементарных эмиссий. Работа выхода электрона. Термоэлектрическая эмиссия и её законы. Электрический разряд в газах. Пинч-эффект.
Электромагнетизм
Магнитное поле. Материальность магнитного поля. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Магнитная индукция. Магнитные силовые линии. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение для расчёта магнитных полей прямолинейного и кольцевого токов. Напряжённость магнитного поля. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Сила Лоренца. Эффект Холла.
Электромагнитная индукция. Самоиндукция и взаимоиндукция. Основной закон электромагнитной индукции. Закон Фарадея, правило Ленца. Электронный механизм электромагнитной индукции. Магнитный поток. Индуктивность. Энергия магнитного поля, объёмная плотность энергии.
Магнитные свойства веществ. Магнитный момент тока. Магнитный момент электрона в атоме Бора. Типы магнетиков. Природа диа- и парамагнетизма. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 235; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!