PředmětyPředměty(verze: 901)
Předmět, akademický rok 2021/2022
  
Molekulová fyzika - NFUF104
Anglický název: Kinetic theory of matter (molecular physics)
Zajišťuje: Katedra didaktiky fyziky (32-KDF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2020 do 2021
Semestr: letní
E-Kredity: 2
Rozsah, examinace: letní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Virtuální mobilita / počet míst: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Zdeněk Drozd, Ph.D.
Neslučitelnost : NUFY119
Záměnnost : NUFY119
Je záměnnost pro: NUFY119
Anotace
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (29.01.2018)
Přednáška je určena budoucím učitelům fyziky, čemuž je přizpůsobena její struktura a obsah. Při výkladu vlastností látek a dějů, které v nich probíhají, se vychází z plynného stavu, pro který je kvantitativní zpracování základních představ o složení hmoty nejjednodušší. Hlavní pozornost je věnována základům klasické kinetické teorie plynů. Důraz je kladen na statistický přístup k problematice, stručně je probrána i struktura kapalin a pevných látek a vlastnosti roztoků. Pozornost je věnována také vlastnostem povrchové vrstvy kapalin a transportním jevům v látkách.
Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (19.01.2018)

Předmět je zakončen zkouškou. Požadavky ke zkoušce studenti obdrží v průběhu poslední přednášky a jsou zveřejněny na stránce https://kdf.mff.cuni.cz/vyuka/molekulovka/. Zkouška je ústní, jsou možné dva opravné termíny.

Literatura
Poslední úprava: doc. RNDr. Jarmila Robová, CSc. (25.05.2022)

Doporučená literatura:

Bakule R., Brož J.: Molekulová fyzika. Skriptum MFF UK, Praha 1989.

Svoboda E., Bakule R.: Molekulová fyzika. Academia, Praha 1992.

Obdržálek J.: Úvod do termodynamiky, molekulové a statistické fyziky. Matfyzpress, Praha 2015.

Feynman R.P., Leighton R.B., Sands M.: Feynmanovy přednášky z fyziky 1. Fragment, Havlíčkův Brod 2000.

Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika, část 2 - Mechanika-Termodynamika. Vutium-Prometheus, Brno-Praha 2000.

Doplňující literatura:

Záviška F.: Kinetická theorie plynů. Vědecké vydavatelství, Praha 1951.

Veis Š., Maďar J., Martišovitš V.: Všeobecná fyzika 1 - Mechanika a molekulová fyzika. Alfa, Bratislava 1978.

Koryta J.: Ionty, elektrody, membrány. Academia, Praha 1980.

Sylabus
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (27.05.2022)

1. Shrnutí středoškolských poznatků z molekulové fyziky a termiky.

2. Základní poznatky z termodynamiky plynů (stavová rovnice ideálního plynu, 1. a 2. věta termodynamická, tepelná kapacita plynů, experimentální pozadí termodynamických poznatků, měření teploty a teplotní stupnice, experimentální pozadí objevu absolutní nuly).

3. Vývoj představ o částicové stavbě látek od starověku do 19. století (spekulativní teorie starověku, Keplerův přínos, Daltonova atomová teorie, Gay-Lussacovy zákony, Avogadrův zákon, hypotéza o existenci molekul).

4. Základní poznatky o částicové stavbě hmoty (hmotnosti a rozměry atomů a molekul, mikrostruktura plynů, kapalin a pevných látek).

5. Kinetická teorie plynů - nový nástroj v rukou fyziků 19. století (základní východiska kinetické teorie, konkrétní aplikace na příkladu tlaku plynu - porovnání s výsledky experimentů).

6. („Kinetická“) interpretace vybraných fyzikálních veličin (některé pojmy z teorie pravděpodobnosti, teplota a střední kvadratická rychlost, vnitřní energie jednoatomového plynu, ekvipartiční princip, obecná formulace ekvipartičního principu, aplikace na víceatomový plyn, srovnání teorie s výsledky experimentů, náznak východisek z potíží - nastínění kvantového přístupu, tepelná kapacita plynů, entropie a termodynamická pravděpodobnost).

7. Rozdělení molekul plynu v tíhovém poli (barometrická rovnice a její interpretace z hlediska kinetické teorie, Boltzmannův distribuční zákon).

8. Rozdělení molekul plynu podle rychlosti (Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení, nejpravděpodobnější rychlost, střední rychlost, rozdělení složek rychlosti, fluktuace).

9. Brownův pohyb (náhodná procházka, Einsteinův-Smoluchowského vztah, projevy Brownova pohybu v různých situacích - zrcátko na vlákně, tepelný - Johnsonův šum).

10. Transportní jevy v plynech (hustota toku, srážky molekul, difúze, tepelná vodivost, viskózní tok).

11. Kapaliny (krátkodosahové uspořádání, nástin problematiky transportních jevů v kapalinách).

12. Vlastnosti povrchové vrstvy kapalin (molekulární tlak, povrchové napětí, kapilární jevy, kapilární tlak).

13. Roztoky (kapalné roztoky, nepravé roztoky, silně zředěné roztoky, tlak nasycených par nad roztokem, Raoultovy zákony, osmotický tlak, van’t Hoffův zákon, var a tuhnutí roztoků).

Studijní opory
Poslední úprava: RNDr. Jitka Houfková, Ph.D. (19.01.2018)

Materiály jsou průběžně umisťovány na stránku: https://kdf.mff.cuni.cz/vyuka/molekulovka/

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK