Integrovaná výuka - přednáška a cvičení se vzájemně prolínají. Kurz molekulové fyziky a termodynamiky v pojetí pro potřeby budoucích učitelů 2.stupně základních škol. Obsahuje molekulovou fyziku plynů a kapalin, základy rovnovážné termodynamiky a úvod do fyziky pevných látek. Určeno posluchačům 2. r. Bc FV / FMz.

Physics III (Molecular Physics and Thermodynamics)

Halliday D., Resnick R., Walker J.: Fyzika. český překlad VUTIM Brno a Prometheus Praha, 2001 Bakule R., Brož J.: Molekulová fyzika. (Skriptum). UK Praha, 1982 Feynman R.P. a kol.: Feynmanovy přednášky z fyziky l. český překlad Fragment, Praha, 2000 Friš S.E., Timoreva A.V.: Kurz fyziky I. NČSAV Praha, 1962 Svoboda E., Bakule R.: Molekulová fyzika. Academia Praha, 1992 Frei V.: Fyzika pevných látek. SPN Praha, 1978

Úvod
Okruh studovaných jevů, metody poznávání v molekulové fyzice a termodynamice.

1. KINETICKÁ TEORIE LÁTEK (KTL)
Axiomy KTL, jejich experimentální potvrzení. Síly mezi částicemi, chemická vazba, potenciální energie částic. Veličiny používané v molekulové fyzice.

2. ZÁKLADY TERMODYNAMIKY
Termodynamická soustava, rovnovážný stav, rovnovážný děj. Vnitřní energie a její změny. Práce. Teplo. Tepelná rovnováha, teplota (Celsiova a termodynamická) a její měření. První termodynamický zákon. Tepelná kapacita a měrná tepelná kapacita. Aplikace prvního termodynamického zákona. Měření tepla a měrné tepelné kapacity. Kruhový děj, Carnotův cykl. Druhý termodynamický zákon. Obrácený Carnotův cykl. Termodynamická teplotní stupnice. Entropie, volná energie, volná entalpie. Třetí termodynamický zákon.

IDEÁLNÍ PLYN A JEHO VLASTNOSTI
Model ideálního plynu, Maxwellovo rozdělení částic podle velikosti rychlostí, Statistická interpretace teploty plynu. Ekvipartiční teorém. Základní rovnice pro tlak ideálního plynu a statistická interpretace tlaku. Stavová rovnice ideálního plynu. Střední volná dráha. Tepelná vodivost plynů. Vnitřní tření v plynech.

REÁLNÝ PLYN
Van der Waalsovy síly. Stavová rovnice reálného plynu, teoretické a reálné izotermy. Vnitřní energie reálného plynu. Joulův - Thomsonův jev, zkapalňování plynů.

KAPALINY
Struktura kapalin. Vlastnosti povrchové vrstvy, povrchová energie, povrchová síla, povrchové napětí. Jevy na rozhraní tří prostředí. Tlak pod zakřiveným povrchem. Kapilarita.

FÁZOVÉ PŘECHODY
Fáze, fázový přechod prvního a druhého druhu. Gibbsovo pravidlo fází. Clausiova - Clapeyronova rovnice a její rozbor. Sytá a přehřátá pára. Výklad varu. Fázový diagram jednosložkové soustavy.

7. PEVNÉ LÁTKY
Struktura pevných látek, krystaly, Mřížky Bravaise. Vazby v krystalech. Poruchy krystalové mřížky. Mechanické vlastnosti pevných látek. Hookův zákon, křivka deformace pro deformaci tahem. Teplotní délková a objemová roztažnost. Tepelná vodivost.

Kinetic theory of substance. Basic termodynamics (state quantity, change of state, temperature, heat, termodynamic laws, cyclic process). Ideal glas, real glas, equation of state. Fluids (structure, covering layer, covering force, surface tension, capillary pressure) . Phase transition, Clausius-Clapeyron´s aquation, latent heat. Solids (structure, mechanical and thermal properties).