Что изучает кинетика в физике. Физическая кинетика

КИНЕТИКА ФИЗИЧЕСКАЯ, раздел физики, в котором на микроскопическом уровне изучается изменение во времени макроскопического состояния неравновесных физических систем. В кинетике физической, как и в равновесной статистической физике, вместо каждой отдельной частицы рассматриваются функции распределения частиц по каким-либо параметрам - энергии, скорости и др.

Кинетика физическая включает в себя кинетическую теорию газов, термодинамику неравновесных процессов, статистическую теорию неравновесных процессов в плазме, теорию переноса явлений в твёрдых телах и жидкостях, кинетику магнитных процессов и теорию кинетических явлений, связанных с прохождением быстрых частиц через вещество. К ней относят также теорию процессов переноса в квантовых жидкостях и сверхпроводниках и кинетику фазовых переходов.

Функция распределения всех частиц в замкнутой системе удовлетворяет Лиувилля уравнению и содержит полную информацию о физической системе, однако получить его решение в общем случае невозможно вследствие огромного числа частиц. Для описания макроскопических свойств системы достаточно знать средние значения основных физических величин, которые могут быть получены с помощью одночастичной (f 1), двухчастичной (f 2) и т.д. функций распределения. Последовательность функций f 1 , f 2 , f 3 , . . . , зависящих, соответственно, от параметров одной, двух, трёх и т.д. частиц в многочастичной системе, определяется последовательностью зацепляющихся уравнений - так называемой цепочкой уравнений, общий метод получения которых был разработан Н. Н. Боголюбовым (Боголюбова цепочка уравнений), М. Борном, Г. Грином и др. Одночастичную функцию распределения в газе малой плотности определяет кинетическое уравнение Больцмана.

Общее свойство всех кинетических процессов в замкнутой системе (при отсутствии внешних источников возмущения) - их направленность к восстановлению термодинамического равновесия в системе. Эволюция функции распределения продолжается до тех пор, пока усреднённая по статистическому ансамблю скорость каждого элементарного перехода в прямом и обратном направлениях (например, изменение колебательной энергии молекулы, энергии электронного состояния, движение вакансий в кристаллической решётке, вылет молекулы с поверхности жидкости в газ при испарении и обратный переход при конденсации, ионизация атома электронным ударом и электронно-ионная рекомбинация) не станет одинаковой. Согласно детального равновесия принципу это означает, что в системе установилось термодинамическое равновесие. При этом функция распределения становится равновесной (смотри Максвелла распределение, Больцмана распределение). Если же на систему действуют внешние силы, то функция распределения изменяется в зависимости от их интенсивности и воздействия на определённые элементарные процессы.

Теоретической аппарат кинетики физической позволяет дать микроскопическое обоснование феноменологическим линейным уравнениям термодинамики необратимых процессов и вычислить времена релаксации в так называемых релаксационных уравнениях, выражающих скорость установления равновесных значений каких-либо макроскопических параметров системы в зависимости от степени отклонения от равновесия; матрицы (тензоры) кинетических коэффициентов в линейных уравнениях, связывающих потоки энергии, массы компонентов, импульса и т. п. с термодинамическими силами, вызывающими эти потоки. Одним из точных соотношений в кинетике физической является связь линейного отклика системы на внешнее возмущение с флуктуациями в этой системе.

В газах, если длина свободного пробега частиц много меньше размеров областей неоднородности, т. е. когда Кнудсена число достаточно мало, справедлив гидродинамический подход. В этом случае при известных значениях коэффициентов переноса и других параметров задачи гидродинамики, включая теплообмен и диффузию, решают на основе макроскопического подхода. Однако в разреженных газах, когда число Кнудсена около 0,1 или больше, становится необходимым микроскопический подход кинетики физической. Примеры - задачи аэродинамики и теплообмена при движении ЛА или метеорита в атмосфере на высотах более 100 км (смотри также Динамика разреженных газов).

Плазма, в отличие от газа нейтральных частиц, никогда не бывает однокомпонентной. В простейшем случае она состоит из ионов одного сорта и электронов. При этом рассматриваются две функции распределения - для ионов f i и для электронов f e . Кулоновское взаимодействие заряженных частиц, медленно убывающее с расстоянием между частицами, в плазме всегда имеет коллективный характер. Роль передатчика взаимодействия играют электрическое и магнитное поля, создаваемые заряженными частицами и их движением. Все неравновесные явления в плазме описываются связанной системой кинетических уравнений и уравнений Максвелла (смотри Кинетические уравнения для плазмы).

Теория явлений переноса в плотных газах и жидкостях значительно сложнее, так как движение каждой молекулы при этом происходит в силовом поле, зависящем от положения и скоростей нескольких окружающих молекул. Соответственно, состояние вещества уже не описывается одночастичной функцией распределения, и нужно учитывать функции распределения более высокого порядка. С помощью приближённых способов решения системы зацепляющихся уравнений можно ограничиться несколькими первыми звеньями цепочки, уточнить кинетическое уравнение и исследовать явления переноса для газов средней плотности.

В твёрдых телах основой микроскопической теории явлений переноса служит приближение малых амплитуд колебаний кристаллической решётки. Теплопроводность диэлектриков вычисляют, применяя кинетическое уравнение Больцмана к фононам решётки (уравнение Пайерлса). При парных столкновениях один фонон распадается на два или два фонона сливаются в один. Кинетика физическая металлов основана на решении кинетического уравнения для электронов, взаимодействующих с колебаниями кристаллической решётки. Кинетика физическая объясняет электрическое сопротивление, термоэлектрические, гальваномагнитные и термомагнитные явления, скин-эффект, циклотронный резонанс в ВЧ-полях, особенности поведения сверхпроводников в таких полях и другие кинетические эффекты в металлах. Кинетика физических магнитных явлений основана на решении кинетического уравнения Больцмана для магнонов и позволяет вычислять динамическую магнитную восприимчивость в переменных полях, а также изучать кинетику процессов намагничивания. В применении к фазовым переходам 1-го рода методами кинетики физической с использованием Фоккера - Планка уравнения изучается распределение зародышей новой фазы в процессе их роста. Для квантовых систем вместо классической функции распределения используется оператор - матрица плотности.

Если физическая система состоит из двух или нескольких подсистем, термодинамическое равновесие между которыми устанавливается медленно по сравнению с равновесием внутри каждой подсистемы, то можно считать, что процесс установления равновесия между ними происходит на фоне их внутреннего равновесия. Примерами таких подсистем являются подсистемы внутримолекулярных колебаний, подсистемы электронов и ионов в газах и плазме, подсистемы спинов электронов и ядер в твёрдом теле, различные области в системе с пространственной неоднородностью температуры или состава. Процесс перехода к общему термодинамическому равновесию может быть описан уравнениями кинетики физической, обобщёнными на неупругие столкновения и пространственную неоднородность системы. Однако внутреннее равновесие подсистем позволяет существенно упростить проблему и свести её к решению системы обыкновенных дифференциальных уравнений кинетики химической и электронно-ионных реакций, теплопроводности, диффузии и др.

Кинетика физическая и кинетика химическая различны по объектам изучения и подходам, однако существует много важных задач, рассматриваемых на стыке этих разделов. Так, при достаточно высоких температурах быстрые химические реакции нарушают равновесие в подсистемах электронных и колебательных степеней свободы молекул в газе, и это, в свою очередь, влияет на скорость химических реакций (смотри Неравновесная химическая кинетика).

Развитие быстродействующих ЭВМ с большим объёмом памяти позволяет применять в кинетике физической для исследования неравновесных процессов численные методы математического моделирования, основанные на решении уравнений движения для многочастичных систем, - молекулярной динамики метод или Монте-Карло метод.

Лит.: Боголюбов Н. Н. Проблемы динамической теории в статистической физике. М.; Л., 1946; Чепмен С., Каулинг Т. Математическая теория неоднородных газов. М., 1960; Зубарев Д. Н. Неравновесная статистическая термодинамика. М., 1971; Силин В. П. Введение в кинетическую теорию газов. М., 1971; Климонтович Ю. Л. Кинетическая теория неидеального газа и неидеальной плазмы. М., 1975; Балеску Р. Равновесная и неравновесная статистическая механика. 2-е изд. М., 1978. Т. 2; Базаров И. П., Геворкян Э. В., Николаев П. Н. Неравновесная термодинамика и физическая кинетика. М., 1989; Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Физическая кинетика. М., 2007.

Молекулярная физика и термодинамика

__________________________________________________________________________________________________________________

Лекция 16

Элементы физической кинетики

1. Понятие о физической кинетике

физической кинетикой.

Физическая кинетика использует представления об атомно-молеку-лярном строении веществ. Поэтому ей удается вычислить кинетические коэффициенты, диэлектрическую и магнитную проницаемости (восприимчивости) и ряд других характеристик сплошных сред.

Круг вопросов, изучаемых физической кинетикой, довольно широк и многообразен, например, кинетическая теория газов, неравновесные процессы в плазме, явления переноса в жидкостях и твердых телах, кинетика фазовых переходов и др.

В классическом случае, если известна функция распределения частиц системы по импульсам и координатам в зависимости от времени (в квантовом случае – статистический оператор), то можно найти все характеристики неравновесной физической системы.

Хотя вычисление полной функции распределения затруднено, для определения, например, импульса или потока энергии достаточно знать функцию распределения ограниченного числа частиц, а для газов малой плотности – одной частицы.

Физическая кинетика позволяет получать уравнения баланса средних плотностей вещества, импульса и энергии.

При этом используют существование различных промежутков времени релаксации для неравновесных процессов, например, в газах из частиц (квазичастиц) время свободного пробега много больше времени их контакта при столкновении, что позволяет перейти от полного описания неравновесных состояний функцией распределения к описанию состояния, используя функцию распределения одной частицы по ее импульсам и координатам.

Уравнением физической кинетики является кинетическое уравнение Больцмана, как основное уравнение микроскопической теории неравновесных процессов.

Оно учитывает только парные столкновения между молекулами и справедливо при условии, что длина свободного пробега молекул значительно больше их размеров (для упругих частиц газа). Поэтому оно применимо для не слишком плотных газов.

Для решения кинетического уравнения Больцмана используют кинетическую теорию газов, которая, в свою очередь, позволяет вычислить кинетические коэффициенты и получить макроскопическое уравнение для процессов переноса, например, диффузии, вязкости и теплопроводности.

2. Явления переноса.

Средняя длина свободного пробега молекул

Микроскопическую теорию процессов, происходящих в неравновесных системах, называют физической кинетикой.

Физическая кинетика использует методы классической или квантовой статистик.

Она изучает процессы переноса массы вещества, импульса, энергии, заряда и т. д. в различных физических системах (газах, жидкостях, твердых телах, плазме) и влияние на них внешних полей.

Молекулы реальных газов хотя и малы, имеют конечные размеры и, находясь в состоянии непрерывного хаотического теплового движения, неизбежно сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда (рис. 1.).

От одного столкновения до другого молекулы движутся равномерно и прямолинейно.

Расстояние, на которое молекула переместится за время движения от одного столкновения до другого, называют длиной свободного пробега.

Для различных молекул эти расстояния неодинаковы. Поэтому в молекулярно-кинетической теории существует понятие о средней длине свободного пробега молекул
.

В общем случае размер молекул зависит от химической природы газа (азот, кислород, гелий и т. д.).

При движении за одну секунду молекула испытывает столкновения только с теми молекулами, которые попадают в некоторый объем, ограниченный цилиндром с площадью основания S = d 2 , где d 2 – эффективный диаметр (сечение) молекулы и образующей , если считать, что движется только одна молекула, а все остальные – неподвижны.

Среднее число столкновений молекулы в одну секунду

= d 2 n o , (1)

где n o =– концентрация молекул; N – число всех молекул в объеме V; – средняя арифметическая скорость молекулы.

Если учесть движение всех молекул, то вместо средней арифметической скорости можно использовать среднюю относительную скорость , т. е.

=
.

Следовательно,

=
d 2 n o . (2)

Так как за 1 с молекула пролетит расстояние , то средняя длина свободного пробега молекул

=
=
. (3)

При Т = const концентрация молекул газа пропорциональна давлению газа (n o  P), и средняя длина свободного пробега молекул обратно пропорциональна давлению,

 1/P.

Реальные молекулы не просто сталкиваются, как, например, бильярдные шарики, а взаимодействуют на расстоянии, зависящем в свою очередь, от сорта молекул, т. е. от эффективного сечения и других факторов, которые необходимо учитывать, например, при исследовании их взаимодействия с элементарными частицами.

Что такое физическая кинетика

Определение

Физическая кинетика - составная часть статистической физики, которая изучает процессы, происходящие в неравновесных средах с точки зрения строения вещества.

Физическая кинетика использует методы квантовой или классической статистической физики, рассматривая процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в газе, жидкостях, плазме и твердых телах, а также влияние на разные состояния вещества со стороны полей. Физическая кинетика включает:

  1. кинетическую теорию газов,
  2. статистическую теорию неравновесных процессов в плазме,
  3. теорию явлений переноса,
  4. кинетику магнитных процессов,
  5. теорию кинетических явлений о прохождении быстрых частиц через вещество,
  6. кинетику фазовых переходов.

Основной метод физической кинетики: решение кинетического уравнения Больцмана.

Остановимся на кинетической теории газов. Основное уравнение кинетической теории газов:

где $p$ -- давление газа, $V$- объем газа, $E_k$ -- суммарная кинетическая энергия поступательного движения n молекул газа, находящихся в объеме V, причем:

где $m_i$- масса i-й молекулы, $v_i$ -- ее скорость.

Уравнение (1) можно записать в другом виде:

где $\rho =n\cdot m_0$- плотность газа, $n=\frac{N}{V}$ -- концентрация частиц газа, $m_0$ -- масса молекулы газа, $v^2_{kv}\ $-- квадрат среднеквадратичной скорости поступательного движения газа.

Прежде чем перейти непосредственно к явлению переноса, остановимся на ряде необходимых определений.

Столкновения двух частиц характеризуется эффективным сечением соударения $\sigma$. В случае соударения молекул, имеющих диаметр d, (по модели твердых сфер) эффективное газокинетическое поперечное сечение равно площади круга с радиусом d (эффективный диаметр молекулы):

\[\sigma=\pi d^2\left(3\right).\]

Эффективное поперечное сечение зависит от энергии соударяющихся частиц и характера процесса, происходящего при соударении.

Между двумя последовательными соударениями молекула движется прямолинейно и равномерно, проходя в среднем расстояние, называемое длиной свободного пробега $\left\langle \lambda \right\rangle $. Закон распределения свободных пробегов определяется вероятностью dw(x) того, что молекула пройдет без соударения путь x и совершит соударение на следующем бесконечно малом участке dx:

$n_0$ -- концентрация молекул газа.

Средняя длина свободного пробега может быть найдена по формуле:

\[\left\langle \lambda \right\rangle =\int\nolimits^{\infty }_0{xdw\left(x\right)=\int\nolimits^{\infty }_0{xe^{-n_0 \sigma x}n_0 \sigma dx=\frac{1}{n_0 \sigma }\left(5\right).}}\]

С учетом распределения соударяющихся молекул по относительным скоростям

\[\left\langle \lambda \right\rangle =\frac{1}{\sqrt{2}n_0 \sigma}\ \left(6\right),\]

где $\sigma$ считается не зависящей от относительно скорости.

Для двух состояний газа при постоянной температуре выполняется равенство:

Явления переноса

Если система находится в неравновесном состоянии, то предоставленная самой себе, она постепенно будет приходить к равновесному состоянию. Время релаксации -- это время, в течение которого система достигнет равновесного состояния. К явлениям переноса относят следующие явления:

  • теплопроводность. В состоянии равновесия температура T во всех точках системы одинакова. При отклонении температуры от равновесного значения в некоторой области в системе возникает движение теплоты в таких направлениях, чтобы сделать температуру всех частей системы одинаковой. Связанный с этим движением перенос тепла называют теплопроводностью;
  • диффузию. В состоянии равновесия плотность каждой компоненты во всех точках системы одинакова. При отклонении плотности от равновесного значения в некоторой области в системе возникает движение компонент вещества в таких направлениях, чтобы сделать плотность каждой компоненты постоянной по всему объёму. Связанный с этим движением перенос вещества называют диффузией.
  • вязкость. В равновесном состоянии разные части фазы покоятся друг относительно друга. При относительном движении фаз вещества друг относительно друга возникают силы трения или вязкость. Эти силы стремятся уменьшить скорость движения фаз.

Пусть G характеризует некоторое молекулярное свойство, отнесенное к одной молекуле. Это может быть энергия, импульс, концентрация и т.д. Если в равновесном состоянии G постоянно по объему, то при наличии градиента G имеется движение G в направлении его уменьшения. Пусть ось Ox направлена вдоль градиента G. Тогда полный поток $I_G$ в положительном направлении оси Ox в точке x имеет вид:

Уравнение (8) является основным уравнением процессов переноса количества G. Применение уравнения (8) рассмотрим в следующих главах, посвященных конкретным явлениям переноса.

Пример 1

Задание: При атмосферном давлении и температуре 273 К длина свободного пробега молекулы водорода равна 0,1 мк м. Оцените диаметр этой молекулы.

За основу возьмем формулу для средней длины свободного пробега молекулы:

\[\left\langle \lambda \right\rangle =\frac{1}{\sqrt{2}n_0 \sigma}=\frac{1}{\sqrt{2}n_0\pi d^2}\left(1.1\right).\]

Для нахождения диаметра молекулы в формуле (1.2) нам не хватает $n_0$ -- концентрации молекул. Используем уравнение состояния идеального газа, так как водород при атмосферном давлении можно считать идеальным газом:

Выразим диаметр из (1.1) и подставим вместо n (1.2), получим:

Проведем расчет:

Ответ: Диаметр молекулы водорода $\approx 2.3\cdot 10^{-10}м.$

Задание: Плотность газа увеличивают в 3 раза, а температуру уменьшают в 4 раза. Как изменилось число столкновений молекул в единицу времени?

Число столкновений определим как:

где $\left\langle S\right\rangle $- среднее перемещение молекулы, $\left\langle v\right\rangle $ -- средняя скорость молекулы.

\[\left\langle \lambda \right\rangle =\frac{1}{\sqrt{2}n_0 \pi d^2}\left(2.2\right).\]

\[\left\langle v\right\rangle =\sqrt{\frac{8\pi RT}{\mu }}\left(2.3\right).\] \

Необходимо еще определиться с $n_0$. Вспомним, что $n_0=\rho \frac{N_A}{\mu },$ $N_A$- число Авогадро, $\mu $- молярная масса вещества. Тогда:

\ \

тогда имеем:

\[\frac{z_2}{z_1}=\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}\sqrt{\frac{T_2}{T_1}}(2.4)\]

Подставим данные, получим:

\[\frac{z_2}{z_1}=3\cdot \frac{\sqrt{1}}{\sqrt{4}}=1,5\]

Ответ: Число столкновений увеличится в 1,5 раза.

Программа

Аттестационного собеседования для поступающих в магистратурупо профилю «Физика кинетических явлений»

1. Уравнения математической физики

Математические модели физических явлений, вывод основных уравнений мат. физики, начальные и граничные условия для них. Классификация линейных дифференциальных уравнений в частных производных второго порядка. Понятие о корректно поставленной задаче. Метод Фурье. Ортогональные системы функций. Ряды Фурье. Задача Штурма-Лиувилля. Метод Даламбера. Теория специальных функций: преобразования Лапласа, Фурье, Фурье-Бесселя. Решение некоторых задач математической физики методом интегральных преобразований. Прямые методы вариационного исчисления. Понятия об основных численных методах решения задач мат. физики: методы конечных разностей, методы конечных элементов, методы интегральных уравнений.

1. Смирнов высшей математики. Т.2;Т.3,ч.2;Т. Ч.-М:Наука,1981

2. ,Смирнов в частных производных математической физики,-М.: Высшая школа,1970

3. ,Самарский математической физики.-М:Наука,1977

4. ,Вариационное исчисление,-М.: Наука,1975

5. Краснов уравнения.-М.: Наука,1975

2. Теоретическая физика

2.1 Статистическая физика

Характерные особенности макроскопическихсистем. Основные понятия теории вероятностей: статистические ансамбли, основные соотношения между вероятностями. Статистическое описание систем, состоящих из частиц. Тепловое взаимодействие: распределение энергии между макроскопическими системами, температура, средняя энергия идеального газа, среднее давление идеального газа. Работа, внутренняя энергия и теплота, энтропия. Максвелловское распределение скоростей. Теорема о равномерном распределении. Удельная теплоемкость твердых тел. Основные положения статистической термодинамики. Элементарная кинетическая теория процессов переноса: вязкость и перенос импульса, теплопроводность и перенос энергии, самодиффузия и перенос молекул, электропроводность и перенос заряда. Кинетические явления в разреженном газе. Течение Кнудсена. Методы исследования течений разреженного газа.

1. , Лифшиц физика Т.5,Статистическая физика –М.:Наука,1964

2. Киттель Ч. Элементарная статистическая физика, М.:ИЛ,1960

3. Рейер Е. Берклеевский курс физики. Т.5. Статистическая физика М.:Наука,1972

4. Васильев в статистическую физику – М.: Высшая школа,1980

2.2 Квантовая механика

Квантовая система, ее состояние поля. Волны де Бройля. Волновое уравнение и принцип суперпозиции. Принцип неопределенности и теория измерений: принцип неопределенности Гейзенберга, измерения и статистические ансамбли. Нерелятивистское волновое уравнение Шредингера. Теория α-радиоктивности. Гармонический осциллятор матрицы в квантовой механике. Уравнение Паули. Теорема стационарных возмущений в дискретном спектре. Фазовая теория рассеяния в центрально-симметричном поле. Квантование свободного электромагнитного поля.

1. , Лифшиц Е. Теоретическая физика. Квантовая механика. М.: Наука,1974

2. Фейнман Р.,Лейтон Р.,Сэндс Н. Фейнмановские лекции по физике, вып. 8 и 9 «Квантовая механика» - М.: мир,1966,1967

3. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.:Физматгид,1962

4. Гидрогазодинамика

Идеальная жидкость. Термодинамика идеальной жидкости. Уравнения Эйлера. Гидростатика. Уравнение Бернулли. Потоки энергии и импульса в идеальной жидкости. Потенциальное течение идеальной жидкости. Несжимаемая жидкость. Вязкая жидкость. Тензор вязких напряжений. Уравнения Навье-Стокса. Несжимаемая вязкая жидкость Диссипация энергии в вязкой несжимаемой жидкости. Течение по трубе вязкой несжимаемой жидкости. Течение вязкой несжимаемой жидкости при малых числах Рейнольдса. Формула Стокса. Ламинарный пограничный слой.

Течения вязкой несжимаемой жидкости при больших числах Рейнольдса Турбулентность течения. Уравнение Прандтля. Турбулентный пограничный слой. Механика сжимаемой жидкости. Распространение конечных возмущений в идеальной сжимаемой жидкости. Стационарные адиабатические течения. Параметры торможения. Критические параметры.

Движение с ударными волнами. Ударные волны в совершенном газе. Ударная адиабата. Методы подобия и размерностей в гидрогазодинамике. Числа Рейнольдса, Маха, Прандтля, Пекле, Нуссельта и их физический смысл.

53/Л22 , Лифшиц физика. Т. 6. Гидродинамика, М., “Наука”, 1988

*532/Л72 , Механика жидкости и газа, М. Наука, 1987, 1973, 1

5 Методы и средства изучения кинетических явлений

Методы и исследования явлений переноса. Методы получения сверхнизких и сверхвысоких давлений. Применение масс-спектрометрии при исследовании кинетических процессов. Физические принципы атомной, молекулярной, абсорбционной , оптико-акустической и люминесцентной спектроскопии.

Оптические методы измерения скорости и температуры. Методы измерения давления и температуры.

Методы газового анализа. Методы измерения примесей в воде. Основное уравнение вакуумной техники. Понятие эффективной скорости откачки. Масс-спектрометрические измерители парциальных давлений. Фотоприемники. Основные принципы работы и применение.107. Хроматографический метод анализа. Сущность и применение.

Рекомндуемая литература

Сысоев и техника масс-спектрометрических приборов и электромагнитных установок. М.: Энергоатомиздат, 1983.

Чупахин в масс-спектрометрию. М.: Атомиздат, 1977

Д. Вудраф, Т. Делчар. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир, 1989

Розанов техника. М.: Высшая школа,

Новицкий измерения физических величин. - Л.: Энергоатомиздат, 1983.


Все книги и пособия вы можете скачать абсолютно бесплатно и без регистрации.

NEW. Гуров К.П. Основания кинетической теории. Метод Н. Н. Боголюбова. 1966 год. 353 стр. djvu. 3.7 Mб.
В книге изложена общая кинетическая теория газовых систем (идеальные газы, электронный газ в металлах и т. д.). Подробно описан вывод кинетических уравнений методом академика Н. Н. Боголюбова, дан анализ этих уравнений и указаны способы их решения. Описан метод нахождения явного вида кинетических коэффициентов (вязкость, теплопроводность и т. д.). Очень подробно изложен математический аппарат теории для квантовых систем. В заключение рассмотрены конкретные вопросы металлооптики и атомной диффузии в металлах и сплавах.
Книга рассчитана на научных работников, а также может быть полезна аспирантам и студентам старших курсов вузов, специализирующимся в области теоретической физики, теплофизики, физики твёрдого тела и металлофизики.

скачать

NEW. Н.М. Кузнецов. Кинетика мономолекулярных реакций. 1982 год. 223 стр. djvu. 3.2 Mб.
В монографии излагается современное состояние теории диссоциации двухатомных и многоатомных молекул в газах. Подробно рассматриваются вопросы вычисления плотности состояний, удельной константы скорости спонтанного распада многоатомных молекул, механизмы и модели активации. Особое внимание уделяется изучению роли различных видов внутримолекулярного движения в кинетике диссоциации и реакциям в экстремальных условиях (высокие температуры, быстрое изменение температуры и плотности в ударных волнах, неравновесное состояние среды или неравновесная заселенность разных подгрупп степеней свободы реагирующих молекул, лазерная и химическая активация, мономолекулярный распад в газовой фазе при активации на стенке сосуда). Для широкого круга научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в области теоретической и прикладной физико-химической кинетики.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

В.И. Белиничер. Физическая кинетика. Уч. пособие. 1995 год. 178 стр. djvu. 3.6 Мб.
Учебное пособие содержит конспективное изложение курса физической кинетики, который читается на физическом факультете НГУ. Основное внимание уделяется кинетике физических систем с непрерывным спектром энергий и слабым взаимодействием, которые описываются кинетическим уравнением Больцмана. Рассмотрены также квантовые системы с дискретным спектром энергий.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

Веденяпин В. В. Кинетические уравнения Больцмана и Власова. 2001 год. 112 стр. djvu. 910 Кб.
Уравнение Больцмана описывает разреженный газ, его линейные варианты - перенос излучения и нейтронов. Уравнение Власова описывает плазму, электронный газ, галактики, крупномасштабную Вселенную. Изучаются вывод этих уравнений, связь с гидродинамикой, химической кинетикой, квантовой оптикой. Рассматриваются частные решения и дискретные модели этих уравнений, различные приложения. Для специалистов по математической и теоретической физике, приклад- прикладной и вычислительной математике, кинетическим уравнениям и квантовой оптике, физической и химической кинетике. Может быть использована как учебное пособие для студентов и аспирантов математических, физических и химических специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

Галкин В.А. Уравнение Смолуховского. 2001 год. 236 стр. djvu. 1.9 Mб.
Изложена теория корректности задач для уравнения Смолуховского, моделирующего процессы коагуляции (слияния) частиц в дисперсных сисистемах. Рассмотрены пространственно однородные и неоднородные задачи. Доказаны теоремы глобальной разрешимости и корректности задачи Коши. Описываются эффекты перехода соотношения сохранения в соотношение диссипации и выявляется их связь с возникновением негладких особенностей решений. Предложены приближенные методы решения задач и приведено их обоснование. В классах функциональных решений описан подход к выделению условий корректности задач для уравнений больцмановского типа, включающих в себя классические уравнения Больцмана кинетической теории газов и Смолуховского кинетической теории коагуляции. Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов, занимающихся математическими исследованиями моделей в физической кинетике, коллоидной химии, биологии.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

Б.Н. Горелкин, В.П. Минеев. Избранные главы физической кинетики. Уч. пособие. 1990 год. 85 стр. djvu. 1.2 Мб.
Пособив представляет продолжение (2 часть) пособия Б.Н. Горелкина и В.П. Минеева "Введение в физическую кинетику" и, как и первая часть, является расширенным вариантом лекций, читавшихся в МФТИ, в рамках курса "Статистическая физика и кинетика". Пособие предназначено для студентов старших курсов, изучающих теоретическую физику.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

Л.Э. Гуревич. Основы физической кинетики. 1940 год. 246 стр. djvu. 5.3 Мб.
Предлагаемая книга, являясь первым в литературе общим обзором физической кинетики, не претендует на охват всей области и ограничивается лишь самыми основными вопросами. Кинетические свойства тел исследуются лишь в общем виде. Численное решение кинетических уравнений; теория теплопроводности газов, состоящих из сложных молекул; зависимость коэфициента диффузии и других в смеси газов от ее состава; теория одноатомных газов по Чэпмену и Энскогу -все такие вопросы опущены.
Предполагается, что читатель знаком с классической и квантовой статистикой, основами квантовой механики, с понятием и простейшими свойствами тензоров и с основными понятиями теории упругости и гидродинамики.
В книге отсутствует сопоставление выводов теории с экспериментальными данными. Такое ограничение ее содержания и может быть чрезмерная сжатость, представляя несомненный ее недостаток, диктовались в основном отсутствием места.
Автор надеется, что, несмотря на это, книга окажется небесполезной.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

В.П. Крайнов. Качественные методы в физической кинетике и гидрогазодинамике. 1989 год. 224 стр, djvu. 1.5 Мб.
Пособие предназначено для изучения курса, в нем изложены качественные методы решения основных задач физической кинетики и гидрогазодниамнки, позволяющие правильно оценить порядки физических величин в различных неравновесных статистических процессах. Еще одна цель пособия - научить начинающих физиков приближенным подходам к постановке задач физической кинетики.

cкачать

А.П. Крюков. Элементы физической кинетики. Уч. пособие. 1995 год. 84 стр. djvu. 680 Кб.
Имеются примеры решения задач.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

С.А. Решетняк, Л.А. Шелепин. Квазистационарные распределения в кинетике. 1996 год. 298 стр. djvu. 2.4 Мб,
Книга посвящена систематическому изложению общего универсального подхода к различным разделам кинетики, основанного на последовательном обобщении равновесной статистической теории на неравновесные процессы и применении функций Грина. Построенный аппарат позволяет формализовать анализ кинетических явлений. С единой точки зрения рассмотрен ряд областей кинетики: процессы в газах и плазме, химические процессы, фазовые переходы, статистическая радиофизика, когерентные явления. По своей эффективности и простоте подхода представленный материал не имеет аналогов в монографической литературе.
Кннга предназначена для научных работников и студентов старших курсов, специализирующихся в области физической и химической кинетики, статистической физики и радиофизики, физики лазеров и самых разных смежных областях.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .cкачать

Силин В.П. Введение в кинетическую теорию газов. 1998 год. 337 стр. djvu. 4.5 Мб.
Монография посвящена широкому кругу вопросов кинетической теории гаэов. Изложены основные положения теории и описано ее применение к наиболее типичным задачам. Большое внимание уделено кинетике разреженной плазмы. Дано общее обоснованно теории, позволившее ныйти за рамки больцмановскоя кинетики газов. Физическая общность изложения и рассмотрепие большого числа конкретных физических задач позволяют этой книге служить пособием для всех изучающих физическую кинетику.
Пусть книга будет памятью о многих годах чтения лекций Виктором Павловичем в МИФИ для студентов-теоретиков.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

Ферцигер, Капер. Математическая теория прцессов переноса в газах. 1976 год. 550 стр. djvu. 9.2 Мб.
Книга посвящена теоретическим методам определения свойств переноса газов на основе чисто механических характеристик молекулярного движения - потенциала межмолекулярного взаимодействия и масс молекул. В ней последовательно изложены как классические, так и новейшие разделы кинетической теории, а также рассмотрены конкретные результаты и современные расчетные методы. Приложение в конце книги содержит справочный материал.
Книга предназначена для специалистов в области кинетической теории, физической химии, аэродинамики, вакуумной техники, теории плазмы, а также для студентов-старшекурсников и аспирантов соответствующих специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

NEW. К. Черчиньяни. Теория и приложения уравнения Больцмана. 1973 год. 246 стр. djvu. 2.8 Mб.
Исследования течений разреженного газа при помощи уравнения Больцмана приобретают все большее значение в связи с новыми задачами космической и ракетной техники. Книга посвящена аналитическим решениям этого уравнения, его свойствам, вопросам построения модельных кинетических уравнений и т. д. В разработку этих проблем автор внес существенный вклад, и в книге дано наиболее полное освещение современного состояния соответствующих аспектов кинетической теории газов.
Книга представляет интерес для научных работников, специализирующихся в области аэродинамики, кинетической теории газов, ракетно-космической техники, а также для инженеров. Она будет полезна преподавателям высшей школы, аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .скачать

К. Черчиньяни. Теория и приложения уравнения Больцмана. 1978 год. 496 стр. djvu. 9.0 Mб.
Уравнение Больцмана лежит в основе кинетической теории газов и находит широкое применение при изучении таких математически родственных явлений, как перенос электронов в твердых телах и плазме, перенос нейтронов в ядерных реакторах, перенос фононов в сверхтекучих жидкостях, перенос излучения. В новой книге К. Черчиньяни, известного читателям по переводу его монографии "Математические методы в кинетической теории газов", осуществляется единый подход к указанным проблемам. Излагаются основы кинетической теории, рассматриваются граничные условия, линейная теория переноса, решение модельных уравнений, асимптотические методы для нелинейных задач, переходный режим, различные приложения к решению конкретных задач.
Книгу целесообразно использовать в качестве учебного пособия по углубленном курсу кинетической теории, а также как справочное руководство для специалистов по прикладной математике, физике и аэродинамике.