Лектор

             Старший научный сотрудник, к.ф.-м.н. Ильина Светлана Гарриевна.  ilinasg@mail.ru
Тел. (495)939-40-34.

Аннотация дисциплины

Целью курса «Физика жидкости. Часть I» является изучение основ физики жидкостей. Наибольшее внимание уделено равновесным свойствам, включая уравнения состояния, а также критические явления. Рассматриваются вопросы , связанные с микроструктурой жидкостей. Они включают в себя радиальную функцию распределения и способы её экспериментального определения методами рассеяния рентгеновских лучей и медленных нейтронов. Уравнение Орнштайна-Цернике. Знакомство с интегральными уравнениями, устанавливающими связь между парным потенциалом меж частичного взаимодействия и радиальной функцией распределения. Определенное внимание уделено вопросам молекулярного теплового движения в жидкостях и явлениям переноса.

Цели освоения дисциплины

            Ознакомление студентов с равновесными свойствами простых жидкостей. Знакомство с основами статистической теории жидкостей.

Задачи дисциплины

            Создание базовых представлений о микроструктуре жидкостей и их физических свойствах на основе экспериментальных данных по рассеянию рентгеновских лучей и выводов статистической теории.

Компетенции.

         Компетенции, необходимые для освоения дисциплины  - ПК-2

         Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины - ПК-1 

Требования к результатам освоения дисциплины.

В результате освоения дисциплины студент должен

Уметь ориентироваться в специальной научной литературе, в которой исследуются вопросы микроструктуры и   равновесных свойств жидкостей.

Содержание и структура дисциплины.

Предусмотрены следующие формы текущего контроля успеваемости.

1. Защита лабораторной работы (ЛР); 2. Расчетно-графическое задание (РГЗ); 3. Домашнее задание (ДЗ); 4. Реферат (Р); 5. Эссе (Э); 6. Коллоквиум (К); 7. Рубежный контроль (РК); 8. Тестирование (Т); 9. Проект (П); 10. Контрольная работа (КР); 11. Деловая игра (ДИ);

Место дисциплины в структуре ООП ВПО

1. обязательная.
2. вариативная часть, профессиональный блок, дисциплина профиля.
3. Является основой для чтения дисциплин кафедры молекулярной физики. Необходимо знание математического анализа, аналитической геометрии, теоретической механики.

• Молекулярная физика общего курса физики, основы физической гидродинамики. Курс математического анализа, дифференциальные уравнения в частных производных, интегральные уравнения.
• Физика жидкости . Часть II. Физика анизотропных жидкостей. Физика конденсированных сред.

Образовательные технологии

• включение студентов в проектную деятельность,
• дискуссии,
• применение компьютерных симуляторов,
• использование средств дистанционного сопровождения учебного процесса,

Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации

• Образцы контрольных вопросов. Область существования жидкого состояния на PVT-диаграмме. Уравнения состояния, закон соответственных состояний. Критические явления и критические индексы. Уравнение, связывающее критические индексы. Радиальная функция распределения. Интегральное уравнение Боголюбова-Борна-Грина-Кирквуда-Ивона в суперпозиционном приближении. Прямая корреляционная функция и уравнение Орнштайна-Цернике. Гиперцепное приближение и приближение Орнштайна-Цернике. Молекулярное рассеяние света. Рэлеевское рассеяние, рассеяние Мандельштама-Бриллюэна. Явления переноса, сравнительная характеристика коэффициентов переноса в газах и жидкостях. Временная корреляционная функция скорости. Длинные хвосты в корреляционных функциях скорости.
• Образцы вопросов теоретического минимума. Теория рассеяния Мандельштама-Бриллюэна. Релаксационная теория Мандельщтама- Леонтовича.
• Образцы домашних заданий. Задача 1. Найти первый вириальный коэффициент уравнения Ван-дер-Ваальса в предположении, что объем молекулы много меньше объема, приходящегося на одну молекулу. Задача 2. Оценить скорость гиперзвука в толуоле по смещенным компонентам триплета Мандельштама-Бриллюэна. Задача 3. Построить температурную зависимость времени релаксации анизотропии при известных значениях размера молекулы и динамической вязкости жидкости.
• Полный перечень вопросов к экзамену Различие в температурных зависимостях вязкости жидкостей и газов. Фазовая диаграмма, тройная и критическая точки. Область жидкого состояния на фазовой диаграмме. Уравнение состояний Ван-дер-Ваальса в безразмерном виде , закон соответственных состояний. Уравнения состояния Тейта, Дитеричи. Обобщенный закон соответственных состояний, уравнение состояний Риделя. Критические явления , критическая опалесценция. Аномальное поведение свойств жидкости в критической точке. Критические индексы. Уравнение , связывающее критические индексы. Температурная зависимость поверхностного натяжения жидкостей. Рассеяние рентгеновских лучей как способ получения информации о ближнем порядке в жидкостях. Радиальная функция распределения, возможность определения по ней координационного числа. Интегральное уравнение, связывающее парный потенциал межчастичного взаимодействия и радиальную функцию распределения. Уравнение ББГИК в суперпозиционном приближении. Прямая корреляционная функция и уравнение Орнштайна-Цернике. Гиперцепное приближение и уравнение Перкуса-Йевика. Молекулярное рассеяние света. Триплет Мандельштама-Бриллюэна. Центральная компонента. Крыло рэлеевской линии рассеяния. Сравнительная характеристика коэффициентов переноса. Коэффициенты диффузии, вязкости, теплопроводности. Распространение и поглощение ультразвука в жидкостях.

 Учебно-методическое обеспечение дисциплины

                                  Основная литература

1. Физика простых жидкостей- перевод с англ. Под редакцией Д.Н. Зубарева и Н.М.Плакиды. – М.: Мир. 1972.   К.Крокстон.
2. Физика жидкого состояния.- перевод с англ. под редакцией А.И.Осипова.- М.: Мир. 1978. П.Резибуа, М. Де Лернер.
3. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов. – перевод с англ. под редакцией Ю.Л.Климонтовича и А.И.Осипова. – М.: Мир.1986. И.З.Фишер.
4. Статистическая теория жидкостей. – М.: изд.физ.-мат. л-ры. 1965. Дж. Гиршфельдер, Ч.Кертис, Р.Берд.
5. Молекулярная теория газов и жидкостей. – перевод с англ.под редакцией Е.В.Ступоченко – М.: изд. Иностр. Л-ры. 1961.

                               Дополнительная литература

1. Я.И.Френкель. Кинетическая теория жидкостей – М.: Наука. 1972. Т.Ф.Вукс.
2. Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах. – Л.С.П.Госуд. Ун-т. 1973
3. Г. Стенли Фазовые переходы и критические явления – М.: Мир. 1973.

Материально-техническое обеспечение

Аудитория 2-44. Компьютер с проектором и большим экраном для демонстрации учебных слайдов.