299 __ $aFizică moleculară și termodinamică
955 __ $a1
200 __ $aFizică moleculară și termodinamică $fVioleta Georgescu, Liviu Leontie, Mardarie Sorohan $bCarte tipărită
700 __ $aGEORGESCU, VIOLETA
701 __ $aLeontie, Liviu
701 __ $aSorohan, Mardarie
010 __ $a9789737031426
010 __ $a9737031423
035 __ $a53/G32
035 __ $aC.III.13343
675 __ $a539.19:536.7
686 __ $a50/54
606 __ $aFizică moleculară
606 __ $aTermodinamică
606 __ $aTeoria cinetico-moleculară (fizică)
101 __ $arum
102 __ $aRomania
210 __ $aIași $cEditura Universităţii "Alexandru Ioan Cuza” $d2006
215 __ $a379 p. $ctab., fig.
300 __ $aBibliogr. p. 377-379
300 __ $aAnexe
330 __ $aCUPRINS PREFAŢĂ XIII CAPITOLUL 1. TEMPERATURA. TERMOMETRIE 1 1.1.Noţiuni fundamentale 1 1.1.1.Sistem. Stare. Parametri de stare 1 1.1.2.Contact. Izolare. Echilibru termodinamic 2 1.1.3.Procese reversibile şi ireversibile 3 1.2.Temperatura empirică 5 1.2.1.Echilibrul termic. Principiul zero al termodinamicii 5 1.2.2.Relaţii între temperatură şi alţi parametri de stare. Legile gazului ideal 6 1.2.3.Ecuaţii de stare . 9 1.2.4.Termometre primare şi secundare. Scări termometrice 11 Supliment I 15 (a)Presiuni parţiale. Legea lui Dalton 15 (b)Scara absolută de temperaturi 16 (c)Termometrul cu gaz 17 (d)Termometrul cu rezistor 18 (e)Termometrul cu termistor 20 (f)Termocuplul 22 CAPITOLUL 2. CĂLDURA. CALORIMETRIE 24 2.1.Coeficienţi calorici 24 2.1.1.Căldura specifică şi căldura molară 24 2.1.2.Unităţi de măsură 26 2.2.Schimbul de căldură 27 2.2.1.Schimbul prin conducţie şi convecţie 27 2.2.2.Radiaţia termică 29 Supliment II 32 Calorimetrie 32 (a)Calorimetría corpurilor solide .... 33 (b)Calorimetría lichidelor 34 (c)Calorimetría gazelor 35 (d)Determinarea echivalentului mecanic al caloriei 37 CAPITOLUL 3. PRIMUL PRINCIPIU AL TERMODINAMICII 39 3.1.Schimbul de energie între un sistem şi mediul exterior 39 3.1.1.Lucrul mecanic efectuat prin variaţia volumului 40 3.1.2.Schimbul de energie sub formă de căldură 41 3.1.3.Energia internă 42 3.2.Diferite formulări (enunţuri) ale primului principiu al termodinamicii 44 3.2.1.Principiul echivalenţei 44 3.2.2.Energia internă, funcţie de stare 45 3.2.3.Principiul conservării energiei 45 3.3.Consecinţe ale primului principiu al termodinamicii 46 3.3.1.Energia internă şi entalpia gazului ideal. Efectul Joule-Thomson 46 3.3.2.Lucrul mecanic în transformările reversibile ale gazului ideal 49 3.3.3.Procese politropice 51 Supliment III 52 (a)Elemente de calcul diferenţial 52 (b)Determinarea raportului C/Cy- Metoda Clement-Desormes 55 (c)Generalitatea principiului întâi al termodinamicii 57 CAPITOLUL 4. AL DOILEA PRINCIPIU AL TERMODINAMICII 58 4.1.Maşini termice. Principii de funcţionare 58 4.1.1.Maşina cu vapori 59 4.1.2.Maşina frigorifică 60 4.1.3.Motorul cu ardere internă 61 4.2.Diferite formulări ale principiului al doilea al termodinamicii 62 4.2.1.Enunţul lui Camot 63 4.2.2.Formulările lui Kelvin şi Clausius. Echivalenţa lor 63 4.2.3.Teorema lui Camot 64 4.2.4.Temperatura termodinamică 65 4.3.Entropia 67 4.3.1.Căldura redusă-funcţie de stare. Entropia 67 4.3.2.Procese ireversibile. Inegalitatea lui Clausius 69 4.3.3.Legea creşterii entropiei. Expresia generală a principiului al doilea al termodinamicii 70 Supliment IV 72 (a)Demonstrarea teoremei lui Camot 72 (b)Exemple de calculare a variaţiei de entropie73 CAPITOLUL 5. POTENŢIALE TERMODINAMICE 77 5.1.Metoda potenţialelor termodinamice (a funcţiilor caracteristice) 77 5.1.1.Energia internă, U(S,V) 78 5.1.2.Entalpia, H(S,p) 79 5.1.3.Energia liberă, F(T,V) 80 5.1.4.Entalpia liberă, G(T,p) 81 52. Unele aplicaţii ale metodei funcţiilor caracteristice 83 5.2.1.Ecuaţiile Gibbs-Helmholtz 83 5.2.2.Expresiile generale ale funcţiilor caracteristice 83 5.3.Noţiuni de termodinamica sistemelor cu număr variabil de particule 85 5.3.1.Dependenţa funcţiilor caracteristice de masa sistemului 85 5.3.2.Echilibrul fazelor unei substanţe pure 87 5.4.Principiul al treilea al termodinamicii 89 5.4.1.Teorema lui Nemst 90 5.4.2.Imposibilitatea atingerii temperaturii de 0 K 91 Supliment V 92 (a)Calcularea diferenţei Cp-Cy 92 (b)Relaţiile lui Maxwell 93 (c)Unele consecinţe ale principiului al treilea al termodinamicii 93 CAPITOLUL 6. TEORIA CINETICO-MOLECULARĂ A GAZELOR 95 6.1.Structura substanţei 95 6.1.1.Particule constituente. Stări de agregare 96 6.1.2.Mărimi şi unităţi atomice (moleculare) 98 6.2.Formula fundamentală a teoriei cinetico-moleculare 100 6.2.1.Ipoteze. Modele 100 6.2.2.Presiunea gazului ideal 101 6.2.3.Ecuaţia de stare a gazului ideal. Viteza termică 103 6.3.Gazul ideal sub acţiunea unui câmp de forţe 104 6.3.1.Formula barometrică 105 6.3.2.Distribuţia Boltzmann 106 6.4.Distribuţia moleculelor după viteze 108 6.4.1.Probabilităţi. Valori medii. Funcţii de distribuţie 109 6.4.2.Distribuţia moleculelor după o componentă a vitezei 111 6.4.3.Distribuţia Maxwell. Viteze medii 114 6.4.4.Echipartiţia energiei pe grade de libertate 119 6.4.5.Căldura specifică (molară) a gazelor 120 Supliment VI 123 (a)Verificarea experimentală a valabilităţii teoriei cinetico-moleculare 123 (b)Confirmarea experimentală a distribuţiei Boltzmann. Experimentele lui J. Perrin 124 (c)Confirmarea experimentală a legii de distribuţie a moleculelor după viteze 126 (d)Evaluarea integralelor de forma /„ = jxne~ax dx (integrale Poisson) 128 o (e)Numărul de molecule care ciocnesc un perete în unitatea de timp 131 CAPITOLUL 7. ELEMENTE DE FIZICĂ STATISTICĂ 136 7.1.Macrostare şi microstări 136 7.1.1. Noţiuni de calculul probabilităţilor 137 7.2.Distribuţia moleculelor după energii 139 7.2.1.Spaţiul mic al fazelor 140 7.2.2.Ponderea termodinamică 141 7.2.3.Relaţia lui Boltzmann între entropie şi ponderea termodinamică 143 7.2.4.Distribuţia cea mai probabilă. Suma de stare 145 Supliment VII 148 (a)Distribuţia Maxwell 148 (b)Distribuţia spaţială a moleculelor 150 (c)Ecuaţia de stare a gazului ideal 150 (d)Paradoxul lui Gibbs 151 CAPITOLUL 8. FENOMENE DE TRANSPORT ÎN GAZE 155 8.1.Noţiuni introductive 155 8.1.1.Ciocniri intermoleculare 156 8.1.2.Drum liber mediu. Secţiune efectivă de ciocnire 157 8.1.3.Distribuţia drumului liber 160 8.2.Difuzia în gaze 162 8.2.1.Legea lui Fick 162 8.2.2.Difuzia în regim staţionar. Calcularea coeficientului de difuzie 163 8.3.Conductibilitatea termică 166 8.3.1.Legea lui Fourier 167 8.3.2.Calcularea coeficientului de conductibilitate termică în gaze 167 8.4.Vâscozitatea gazelor 168 8.4.1.Legea lui Newton 168 8.4.2.Calcularea coeficientului de vâscozitate 170 8.4.3.Concordanţa rezultatelor teoretice cu datele experimentale 171 8.5.Fenomene de transport în gaze rarefiate 173 8.5.1.Efuzia (trecerea gazelor rarefiate prin orificii mici) 174 8.5.2.Conductibilitatea termică 175 8.5.3.Fenomenul de vâscozitate în gaze rarefiate 175 8.5.4.Alte fenomene specifice gazelor rarefiate 176 Supliment VIII 178 (a)Asupra calculării vitezei relative medii în ciocnirile moleculare 178 (b)Difuzia nestaţionară. Ecuaţia difuziei. Timp de relaxare 179 (c)Difuzia reciprocă (în amestecuri de gaze) 185 (d)Conductibilitatea termică nestaţionară 187 (e)Măsurarea drumului liber mediu 188 (f)Măsurarea coeficientului de difuzie 190 g) Măsurarea coeficientului de conductibilitate termică al gazelor 191 (h) Măsurarea coeficientului de vâscozitate la gaze 192 i) Obţinerea presiunilor joase. Pompe de vid 194 (j) Măsurarea presiunilor joase. Manometre 196 TAPITOLUL 9. GAZE REALE 199 ~ 1. Interacţiuni moleculare 199 9.1.1.Compresibilitatea izotermă a gazelor reale 199 9.1.2.Natura forţelor de interacţiune moleculară 201 9.1.3.Potenţiale empirice de interacţiune moleculară 204 92. Ecuaţii de stare ale gazelor reale 206 9.2.1.Ecuaţia Van der Waals 206 9.2.2.Izotermele Van der Waals. Parametrii critici 207 9.2.3.Ecuaţia Van der Waals şi concordanţa cu datele experimentale 210 -3. Energia internă a gazelor reale 213 9.3.1.Energia internă a gazului Van der Waals. Calcularea diferenţei Cp-Cv 214 9.3.2.Efectul Joule-Thomson 216 9.3.3.Lichefierea gazelor 218 Supliment IX 221 (a)Potenţialul Lennard-Jones 221 (b)Semnificaţia corecţiilor din ecuaţia Van der Waals 222 (e)Metode de determinare a parametrilor critici 226 (d)Ecuaţia Van der Waals în coordonate reduse 228 (e)Efectul Joule-Thomson integral 229 (f)Maşini pentru lichefierea gazelor 230 CAPITOLUL 10. STAREA SOLIDĂ 233 10.1.Elemente de cristalografie 233 10.1.1.Noţiuni generale 233 10.1.2.Solid ideal. Reţea cristalină 234 10.1.3.Sisteme cristalografice 237 10.1.4.Direcţii şi plane cristaline în reţele Bravais 244 10.1.5.Legătura cristalină. Tipuri de legături 247 10.1.6.împachetarea particulelor în cristal 248 10.1.7.Solide reale. Defecte cristaline 251 10.1.8.Studiul experimental al structurii cristaline 255 10.2.Energia de coeziune a solidelor 259 10.2.1.Energia de coeziune şi căldura de sublimare 260 10.2.2.Energia de coeziune şi modulul de compresibilitate 261 10.2.3.Calcularea energiei de reţea în cazul cristalelormoleculare 263 10.2.4.Energia de reţea a cristalelor ionice 265 10.2.5.Energia de reţea a cristalelor covalente 10.2.6.Energia de reţea a cristalelor metalice 10.2.7.Legătura de hidrogen 10.2.8.Clasificarea solidelor 10.3.Proprietăţi termice ale solidelor 10.3.1 Aspecte fenomenologice 10.3.2.Oscilaţiile termice ale atomilor în reţea 10.3.3.Oscilaţii armonice. Călduri specifice 10.3.4.Oscilaţii anarmonice. Dilatarea solidelor 10.4.Proprietăţi mecanice ale solidelor 10.4.1.Elasticitatea solidelor. Legea lui Hooke 10.4.2.Curbe tensiune-deformaţie 10.4.3.Interpretarea cinetico-moleculară a deformaţiilor mecanice ale solidelor 10.5.Solide necristaline 10.5.1.Structura substanţelor amorfe 10.5.2.Polimeri. Substanţe biologice Supliment X (a)Calcularea energiei de reţea a structurii c.f.c (b)Calcularea modulului de compresibilitate în volum pentrucristale ionice 3 (c)Calcularaea coeficientului de compactitate 3L CAPITOLUL 11. STAREA LICHIDĂ 31- 11.1.Caracteristici generale ale lichidelor 3^- 11.1.1.Clasificarea lichidelor 315 11.1.2.Modele de lichide. Mişcarea termică a moleculelor în lichide 315 11.2.Lichidele ca gaze comprimate 31* 11.2.1.Principiul continuităţii. Ecuaţii de stare 318 11.2.2.Caracteristici volumetrice ale lichidelor 319 11.2.3.Caracteristicile volumetrice anomale ale apei 320 11.2.4.Capacitatea calorică a lichidelor 321 11.2.5.Presiunea internă în lichide 322 11.3.Fenomene de suprafaţă 325 11.3.1.Tensiunea superficială 325 11.3.2.Presiunea internă sub o suprafaţă de lichid curbă. Formula lui Laplace 328 11.3.3.Fenomene capilare 331 11.3.4.Fenomene de contact la suprafaţa de separaţie a trei medii 332 11.4.Vaporizarea lichidelor 334 11.4.1.Aspecte fenomenologice privind vaporizarea 335 11.4.2.Explicaţia cinetică a fenomenului de vaporizare 336 11.4.3.Dependenţa presiunii vaporilor saturanţi de temperatură 339 - Dependenţa presiunii vaporilor saturanţi de curbura suprafeţei lichidului 339 5 Lichidele ca solide dezordonate 341 1.5.1.Structura lichidelor. Modelul celular 342 11-5-2. Fenomene de transport în lichide 345 . - Cristale lichide (Starea mezomorfa) 350 11 6.1. Cristale lichide termoptrope 350 .. “ Soluţii lichide 354 .1 “.1. Clasificarea soluţiilor 354 11-7.2. Soluţii ideale 355 I: .“3. Soluţii reale 357 II-.4. Ebulioscopie. Crioscopie 358 11 "J. Osmoza. Presiunea osmotică 360 1 S Transformări de fază 362 Variaţia coeficienţilor a şi b cu temperatura 363 Determinarea experimentală a coeficienţilor a, fi şi KT 364 Anomalia termică a apei 367d Măsurarea coeficientului de tensiune superficială la lichide 368 le i Determinarea experimentală a căldurii latente specifice de vaporizare 369 Determinarea experimentală a coeficientului de vâscozitate la lichide 370 Soţiuni de termodinamica stratului superficial 373 ANEXĂ 376 BIBLIOGRAFIE 377