У підручнику викладено основи термодинаміки та молекулярно-кінетичної теорії газів, рідин і твердих тіл. У сучасному вигляді представлена фізика фазових переходів та явищ переносу в молекулярних системах. На основі новітніх експериментальних та теоретичних досліджень розроблено оригінальні підходи до висвітлення класичних проблем молекулярної фізики. Для студентів фізичних та технічних спеціальностей вищих навчальних закладів. ЗМІСТ Вступ 9 Розділ 1. ОСНОВИ ТЕРМОДИНАМІКИ 13 1.1. Основні поняття та положення термодинаміки .... 13 1.2. Основні термодинамічні величини 24 1.3. Температурні шкали 30 1.4. Рівняння стану 34 1.5. Кількість теплоти і теплоємність 40 1.6. Робота в термодинаміці 44 1.7. Перший закон термодинаміки 52 1.8. Залежність теплоємності системи від типу процесу 59 1.9. Ізопроцеси в термодинамічних системах 63 1.10. Ізопроцеси в ідеальному газі 70 1.11. Загальне рівняння адіабати. Адіабатичний процес в ідеальному газі 82 1.12. Загальне рівняння політропи. Політропний процес в ідеальному газі 86 1.13. Циклічні процеси. Теплові машини 91 1.14. Застосування першого закону термодинаміки до термохімії. Правило Гесса 96 1.15. Другий закон термодинаміки 100 1.16. Розрахунок зміни ентропії ідеального газу 104 1.17. Прямий цикл Карно. Максимальний коефіцієнт корисної дії теплового двигуна 108 1.18. Реалізація циклу Карно 118 1.19. Визначення та вимірювання абсолютної температури 124 1.20. Обернений цикл Карно 128 1.21. Еквівалентні формулювання другого закону термодинаміки 132 1.22. Термодинамічні потенціали 133 1.23. Термодинамічні потенціали класичного одноатомного ідеального газу 144 1.24. Співвідношення Максвелла та їх застосування ... 148 1.25. Ефект Джоуля - Томсона 155 1.26. Термодинамічні потенціали багатокомпонентних систем. Хімічні потенціали 162 1.27. Умови термодинамічної рівноваги 166 1.28. Термодинамічні потенціали як однорідні функції. Парціальні величини 179 1.29. Ентропія змішування 185 1.30. Третій закон термодинаміки та його застосування 189 Розділ 2. МОЛЕКУЛЯРНО-КІНЕТИЧНА ТЕОРІЯ 193 2.1. Основні положення сучасної молекулярно- кінетичної теорії 201 2.2. Характеристики молекул 203 2.3. Сили взаємодії між молекулами. Модельні міжмолекулярні потенціали 212 2.4. Модель ідеального газу. Середнє число зіткнень молекул зі стінками 228 2.5. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу 234 2.6. Закон Стефана - Больцмана 240 2.7. Розподіл молекул газу за швидкостями. Формула Максвелла 242 2.8. Найімовірніша, середня тасередньоквадратична швидкості 250 2.9. Розподіл частинок за імпульсами та кінетичними енергіями 253 2.10. Розподіл Больцмана 261 2.11. Розподіл Гіббса 269 2.12. Застосування розподілу Гіббса для обчислення флуктуацій 272 2.13. Молекулярно-кінетичний зміст ентропії 278 2.14. Ентропія полімерного ланцюга. Закон Гука 284 2.15. Від'ємні абсолютні температури 290 2.16. Ступені вільності багатоатомних молекул 298 2.17. Розподіл Гіббса для багатоатомних молекул 304 2.18. Теплоємність двохатомного ідеального газу. Випадок класичної механіки 308 2.19. Теплоємність двохатомного ідеального газу. Випадок квантової механіки 317 2.20. Теплоємність ідеального газу. Загальний випадок 325 2.21. Суміші ідеальних газів 329 Розділ 3. СТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ МОЛЕКУЛЯРНИХ СИСТЕМ 336 3.1. Реальні гази та їх скраплення 340 3.2. Віріальне рівняння стану реальних газів 346 3.3. Рівняння стану Ван дер Ваальса та його аналіз ... 354 3.4. Ізотерми рівняння Ван дер Ваальса 361 3.5. Закон відповідних станів 369 3.6. Вільна енергія, ентропія та калоричне рівняння стану реальних газів 376 3.7. Кристалічні тіла 381 3.8. Типи кристалів 387 3.9. Симетрія кристалічних ґраток 391 3.10. Калоричне рівняння стану твердих тіл 396 3.11. Термічне рівняння стану твердих тіл 403 3.12. Реальні кристали 406 3.13. Рідини 408 3.14. Особливості теплового руху молекул у рідинах ... 412 3.15. Типи рідин 417 Розділ 4. ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ TA ПОВЕРХНЕВІ ЯВИЩА 434 4.1. Класифікація фазових переходів. Рівняння Клапейрона - Клаузіуса 434 4.2. Фазові діаграми однокомпонентної речовини 445 4.3. Критична точка. Властивості речовини в околі критичної точки 452 4.4. Критичні індекси термодинамічних величин. Універсальність критичних явищ 458 4.5. Поверхневий натяг 465 4.6. Надлишковий тиск під викривленою поверхнею. Формула Юнга - Лапласа 473 4.7. Умови рівноваги в системі за наявності поверхні поділу 478 4.8. Термодинаміка поверхневих явищ 485 4.9. Роль поверхневого натягу при утворенні нової фази 487 Розділ 5. ЯВИЩА ПЕРЕНОСУ В МОЛЕКУЛЯРНИХ СИСТЕМАХ 497 5.1. Основні положення нерівноважної термодинаміки 497 5.2. Дисипація енергії в нерівноважних процесах. Виробництво ентропії 505 5.3. Властивості рідкого гелію 511 5.4. Молекулярно-кінетична теорія явищ переносу в газах 518 5.5. Експериментальне дослідження самодифузії молекул у рідинах 524 5.6. Самодифузія іонів у іонних рідинах 529 5.7. Броунівський рух 531 5.8. Колективний та одночастинковий внески у коефіцієнт самодифузії 537 5.9. Самодифузія поблизу критичної точки рідина - пара 543 5.10. Дифузія молекул рідини в обмежених об'ємах 545 5.11. Молекулярна динаміка полімерного ланцюга 548 МАТЕМАТИЧНИЙ ДОДАТОК 553 1. Теореми про змішані похідні 553 2. Однорідні функції. Теорема Ейлера про однорідні функції 554 3. Функціональні властивості показникової функції 554 4. Функція помилок 555 5. Гамма-функція 556 6. Обчислення деяких інтегралів 557 7. Формула Стірлінга 558 Список літератури 560 Іменний покажчик 562