Потенциальная энергия системы.

Взаимосвязь потенциальной энергии с координатами изображающей точки системы в пространстве состояний, модель поверхности потенциальной энергии (ППЭ).

Свойства ППЭ: сила как градиент, эквипотенциальные кривые.

Связь между формой ППЭ и формой реальной траектории системы. Динамические законы.

Применения модели ППЭ в механике и химии молекул.

4. Теплота:

"Системы с трением", несохранение работоспособности, тепловая форма энергии и обобщенный закон сохранения энергии,

Теплообмен как альтернативный способ изменения энергии.

Проблема преобразования работы и теплоты друг в друга.

Термодинамика как обобщение механики.

Равновесные состояния.

Критерии равновесия в механике и термодинамике.

Способы описания равновесного состояния и расчета его параметров.

Способы смещения равновесия за счет внешних воздействий, принципы Ле-Шателье - Брауна, Ленца и др.

Неравновесные состояния.

Критерии неравновесности состояний и систем.

Способы описания степени удаленности от равновесия.

Релаксационные процессы, их направление и скорость.

Взаимосвязь пространства, времени и энергии.

Принцип относительности. Специальная и общая теории относительности, их общенаучное значение.

Квантовая механика как свидетельство ограниченности пространственно-временных представлений в микроскопических масштабах.

Вопросы для самопроверки.

1. Перечислите возможные способы изменения энергии системы. Все ли они приводят к эквивалентным результатам?

2. Сформулируйте основные принципы динамики, связывающие характер эволюции системы с ее движущими силами.

3. Сформулируйте принципиальные отличия между обратимыми и релаксационными (необратимыми) системами с энергетической точки зрения.

4. Укажите применения модели ППЭ в химии. Каким образом эта модель, основанная на классических механических понятиях, может эффективно применяться для описания химических превращений, имеющих релаксационную природу?

5. Может ли работоспособность (свободная энергия) системы превышать запас ее внутренней энергии? Если да, то для каких типов систем это возможно и почему? Не нарушается ли при этом закон сохранения энергии?

Тема 11. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ.

1. Унитарные и составные системы:

Процедуры разделения, их обратимость.

Понятие "частицы". Состав системы и способы его описания.

Межчастичные взаимодействия и образование структур.

Природа и типы взаимодействий (гравитационные, электромагнитные, цветовые, ядерные, химические, ван-дер-ваальсовы и др.), их основные особенности.

Типы структурирования (топологическое, пространственное, временное, пространственно-временное и т.д.),

Способы описания структур. Физические и математические структурные модели.

Диссипативные структуры.

Причины самоорганизации открытых систем с потоками.

Типы диссипативных структур (пространственные, временные, пространственно-временные) и их основные свойства. .

Устойчивость и взаимные превращения диссипативных структур.

Вопросы для самопроверки.

1. Каков критерий, отличающий унитарные и аддитивные системы? Каков смысл понятий структуры и частицы?

2. В чем причина принципиальных различий между фундаментальными и остаточными взаимодействиями?

2. Приведите примеры математических структурных моделей. Почему математические структуры могут адекватно отражать структуру реальных систем?

3. Имеются ли принципиальные различия в структурных представлениях различных естественных наук: физики, химии, биологии и др. ? В чем заключаются эти различия?

Тема 12. СИММЕТРИЯ.

Явление симметрии и проблема его описания.

Виды симметрии (пространственная, перестановочная и др.).

Математическое описание симметрии: операции симметрии и их групповые свойства. Группы симметрии, их типы.

Симметрия физических свойств системы. Типы симметрии (неприво-димые представления групп симметрии), их использование для описания симметричных систем.

Поиск по сайту: