Fizica moleculara, termodinamica - PIM Copy

RODICA BĂDESCUDORIN CONDURACHEFIZICĂ MOLECULARĂ,TERMODINAMICĂeditura pim

RODICA BĂDESCUDORIN CONDURACHEFIZICĂ MOLECULARĂ,TERMODINAMICĂEditura PIMIaºi, 2009

EDITURA PIMSoseaua Stefan cel Mare nr. 11 Iasi -700498Tel. / fax: 0332-440728e-mail:editurapim@pimcopy.rowww.pimcopy.roEDITURĂ ACREDITATĂ CNCSIS BUCUREŞTI66/01.05.2006Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a RomânieiBĂDESCU, RODICAFizică moleculară, termodinamică / Rodica Bădescu,Dorin Condurache. - Iaşi : PIM, 2009Bibliogr.ISBN 978-606-520-524-6I. Condurache, Dorin539.19536.7

CUPRINSINTRODUCERE1.Structura discontinuă a substanţei…………………………………………………………52.Mişcarea moleculelor………………………………………………………………………..53.Mărimi legate de structura discretă a substanţei…………………………………………74.Modele cinetico-moleculare ale stărilor de agregare……………………………………..8CAPITOLUL 1. SISTEM TERMODINAMIC. PROCESE TERMODINAMICE1.1.Sistem termodinamic……………………………………………………………………...91.2.Starea sistemului termodinamic…………………………………………………………101.3.Procese termodinamice…………………………………………………………………...131.4.Mărimi de stare şi mărimi de proces………………………………………………..…...18CAPITOLUL 2. STAREA GAZOASA2.1.Modelul gazului ideal……………………………………………………………………232.2.Drumul liber mediu al moleculelor……………………………………………………..252.3.Formula presiunii în teoria cinetică a gazelor…………………………………………262.4.Interpretarea cinetică a temperaturii…………………………………………………..292.5.Ecuaţii de stare pentru gazul ideal monoatomic………………………………………302.6.Formula barometrică. Funcţia de distribuţie Boltzman………………………………312.7.Distribuţia Maxwell-Boltzman a moleculelor unui gaz ideal…………………………342.8.Gaze reale………………………………………………………………………………...392.9.Alte ecuaţii de stare……………………………………………………………………...44CAPITOLUL 3. PRINCIPIILE TERMODINAMICII3.1.Noţiuni introductive……………………………………………………………………..463.2.Coeficienţi calorici……………………………………………………………………….483.3.Căldurile molare ale gazelor simple……………………………………………………503.4.Transformarea politropă a gazelor simple…………………………………………….523.5.Legătura dintre coeficienţii elastici şi cei calorici……………………………………..553.6.Regula lui Hess…………………………………………………………………………..563.7.Principiul al II-lea al termodinamicii…………………………………………………..583.8.Principiul al III-lea al termodinamicii………………………………………………….72CAPITOLUL 4. FENOMENE MOLCULARE IN LICHIDE4.1.Proprietăţi generale ale lichidelor………………………………………………………754.2.Presiunea internă a lichidelor…………………………………………………………...77

4.3.Tensiunea superficială…………………………………………………………………...784.4.Presiunea datorată tensiunii superficiale.Formula Laplace…………………………..804.5.Unghiul de racordare şi capilaritatea…………………………………………………..81CAPITOLUL 5. STRUCTURA CRISTALINA A CORPURILOR SOLIDE5.1.Scurt istoric………………………………………………………………………………845.2.Reţele cristaline…………………………………………………………………………..865.3.Poziţia şi orientarea planelor în cristale………………………………………………..905.4.Reţeaua reciprocă.Zone Brillouin………………………………………………………915.5.Studiul experimental al structurii corpului solid………………………………………925.6.Legea lui Bragg…………………………………………………………………………..945.7.Originea legii lui Hooke………………………………………………………………….955.8.Vibraţiile reţelei cristaline………………………………………………………………985.9.Teoria cuantică a căldurilor specifice la solide………………………………………...1015.10.Căldura specifică a electronilor de conducţie……………………………………….1035.11.Dilatarea termică……………………………………………………………………...1045.12.Conductibilitatea termică a solidelor………………………………………………...106CAPITOLUL 6. SITEME PLURIFAZICE.TRANZITII DE FAZA6.1.Echilibrul termodinamic între faze.Regula fazelor…………………………………..1086.2.Tranziţii de fază de speţa I-a în sisteme termodinamice cu un singur component.Ecuaţia Clapeyron-Clausius……………………………………………………………….1106.3.Exemple de tranziţii de fază de speţa I-a……………………………………………...1126.4.Tranziţii de fază de speţa a II-a………………………………………………………..1216.5.Sisteme disperse.Soluţii, suspensii, coloizi…………………………………………….123CAPITOLUL 7. FENOMENE DE TRANSFER7.1.Noţiuni introductive…………………………………………………………………….1327.2.Ecuaţia de continuitate…………………………………………………………………1337.3.Formula generală a fenomenelor de transfer…………………………………………1357.4.Difuzia moleculelor……………………………………………………………………..1367.5.Conductibilitatea termică……………………………………………………………...1387.6.Vâscozitatea fluidelor…………………………………………………………………..1417.7.Curgerea fluidelor……………………………………………………………………...1437.8.Conductibilitatea electrică……………………………………………………………..1457.9.Radiaţia termică………………………………………………………………………...146

CAPITOLUL 8. ELEMENTE DE TERMODINAMICA PROCESELOR IREVERSIBILE8.1.Descrierea macroscopică locală a stărilor de neechilibru……………………………1498.2.Ecuaţia de bilanţ a entropiei…………………………………………………………...1508.3.Ecuaţia generării entropiei.Teorema lui Prigogine…………………………………..1538.4.Procese cuplate.Principiul Curie………………………………………………………1578.5.Principiul lui Onsager………………………………………………………………….1588.6.Teorema minimului producţiei de entropie…………………………………………..1598.7.Elemente de dinamică neliniară……………………………………………………….1628.8.Autoorganizarea sistemelor termodinamice aflate departe de echilibru…………...1638.9.Modelarea structurilor disipative……………………………………………………..171ANEXA I. CALCUL VECTORIAL1.Scalari.Vectori…………………………………………………………………………….1752.1.Suma a doi sau mai multi vectori……………………………………………………...1752.2.Produsul unui vectori cu un scalar…………………………………………………….1762.3.Descompunerea unui vector după direcţii date………………………………………1772.4.Produsul dintre doi vectori…………………………………………………………….179ANEXA II. ELEMENTE DE ANALIZA VECTORIALA1.Diferenţiala……………………………………………………………………………….1822.Mărimi infinit mici şi integrale în spaţiul tridimensional……………………………..1833.Derivate spaţiale.................................................................................................................185