Программы и задания фен по специальность «Биология» 3-й курс, Vсеместр
| Вид материала | Документы |
- Программы и задания фен по специальность «Биология» 1-й курс, II семестр, 670.53kb.
- Программы и задания фен по специальность «Биология» 3-й курс, VI семестр, 734.5kb.
- Программы и задания фен по специальность «Биология» 1-й курс, Iсеместр, 730.1kb.
- Программы и задания фен по специальность «Биология» 2-й курс, III семестр, 417.59kb.
- Программы и задания фен по специальности «Химия» 3-й курс, VI семестр, 194.94kb.
- Курс III курс Vсеместр Специальность: 060501 «Сестринское дело» Санкт-Петербург, 726.25kb.
- Курс лекций для студентов фен нгу (28. 03. 2004), 90.13kb.
- Рабочая программа разработана на основе: Примерной программы дисциплины: Микробиология., 27.17kb.
- Рабочая программа разработана на основе: «Примерные программы дисциплины: Физиология, 90.51kb.
- Учебный план 2011-12 уч года. Биологический факультет. Специальность «Биология» 2 курс,, 57.91kb.
Литература
Чистяков В.П. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1982.
- Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1988.
- Бородин А.Н. Элементарный курс теории вероятностей и математической статистики. Изд-во «Лань», Санкт-Петербург, 1999.
- Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики. М., 1965.
- Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М., 1965.
ФИЗИКА
«Статистическая и молекулярная физика»
М.Е. Топчиян, В.К. Кедринский
Статистическая физика
Лекция 1. Феноменологический и статистический подход к описанию макроскопических систем. Флуктуации в состоянии равновесия. Статистические ансамбли. Биномиальное распределение. Средние значения и флуктуации.
Лекция 2. Равновесие и статистические постулаты. Число состояний, доступных макроскопической системе. Связь с энергией. Необратимость. Виды взаимодействий систем.
Лекция 3. Распределение энергии между находящимися в равновесии макроскопическими системами. Температура. Энтропия. Перенос небольшого количества тепла. Тепловой резервуар. Поведение энтропии при произвольных процессах в замкнутых системах. Второй закон термодинамики.
Лекция 4. Связь энтропии и информации. Оценка объёма информации о биологическом объекте в энтропийных единицах. Биологические объекты с точки зрения второго закона термодинамики.
Лекция 5. Распределение Больцмана для квантовых систем. Средняя энергия идеального газа в сосуде с бесконечными потенциальными стенками. Статистическая сумма.
Лекция 6. Давление идеального газа. Теплоемкость. Определение абсолютной температуры. Третий закон термодинамики.
Лекция 7. Квантовая теория теплоемкости. Гармонический осциллятор. Жесткий ротатор. Твердое тело. "Вымерзание" степеней свободы.
Лекция 8. Каноническое распределение в классическом приближении. Г-пространство. Метод Гиббса. Уравнение Лиувилля. Микроканоническое и каноническое распределения. Вероятнейшая и средняя энергии. Поведение функции распределения вблизи максимума
^ Распределения Максвелла-Больцмана.
Лекция 9. Распределения по скоростям и их проекциям. Наивероятнейшая, средняя по модулю и среднеквадратичная скорости молекул. Связь с внутренней энергией.
Лекция 10. Распределение в пространстве. Барометрическая формула. Растекание атмосферы планет. ^ Элементарная теория образования сольватной оболочки иона в растворе. Задача Дебая-Хюккеля. Дебаевский радиус экранирования.
Явления переноса.
Лекция 11. Средняя длина пробега. Эффективное сечение. Сечение взаимодействия. Распределение по длинам пробега. Внутреннее трение газов. Теплопроводность. Диффузия.
Лекция 12. Число столкновений. Сечение взаимодействия. Понятие о кинетике химических реакций. ^ Ультраразреженный газ. Вакуум. Молекулярная эффузия и дыхание почв.
Термодинамика
Лекция 13. Первый закон термодинамики. Изопроцессы. Теплоёмкости при разных процессах. К.п.д. термодинамического цикла. Цикл Карно и второй закон термодинамики.
Лекция 14. Термодинамические потенциалы. Свободная энергия, Энтальпия. Потенциал Гиббса. Системы с переменным числом частиц. Химический потенциал. Связь термодинамических функций со статистическими суммами (интегралами). Связь равновесия с экстремальными свойствами потенциалов
Лекция 15. Химическое равновесие. Закон действующихмасс. Константа равновесия. Её поведение в экзо- и эндотермических реакциях. Принцип Ле Шателье, его роль в биологически процессах.
Лекция 16. Свойства растворов. Законы Генри и Вант-Гоффа. Осмотическое давление и его роль в биологических процессах.
^ Поверхностные явления.
Лекция 17. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Его основные свойства. Квантовая природа Ван-дер-Ваальсовых сил. Поверхностное натяжение.
^ Капиллярные явления. Краевой угол. Мыльный пузырь. Минимальный размер пузырька воздуха в воде. Аэрация и дыхание водных организмов.
Фазовые переходы.
Лекция 18. Равновесие фаз. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Зависимость давления насыщенного пара от температуры и кривизны поверхности. Переохлаждённый пар и перегретая жидкость.
Лекция 19. Фазовые переходы. Кипение. Конденсация, давление пара над кривой поверхностью. Точка росы. Фазовые переходы жидкость – твёрдое тело. Особенности фазового поведения воды и влияние их на биологические системы. Фазовые переходы без изменения агрегатного состояния. Углерод, графит и алмаз. Оловянная «чума».
^ Элементы механики сплошной среды.
Лекция 20. Упругие тела. Закон Гука. Напряжения. Абсолютные и относительные деформации. Кривая нагружения пластичных и хрупких тел. Предел текучести и предел прочности. Виды деформаций. Энергия упругой деформации. Упругие волны в твердом теле.
Лекция 21. Идеальная жидкость. Закон Бернулли и его применения для измерений потока жидкостей и газов. Влияние вязкости. Ламинарные и турбулентные течения. Течение Пуазейля и формула Стокса для падения шарика в вязкой жидкости. Движение жидкости в кровеносных сосудах. Зависимость скорости оседания ила в водоёмах от размеров и плотности частиц.
Лекция 22. Важнейшие критерии подобия течений. Числа Маха и Рейнольдса. ^ Истечение газа из сосуда. Критическая скорость. Падение давления при разгерметизации космической станции. Элементарные понятия об ударных волнах и их воздействии на биологические объекты.
Литература
Основная:
1.Рейф. Статистическая физика. Берклеевский курс физики, т.5.
2.Ю.Б.Румер, М.Ш.Рывкин. Термодинамика, статистическая физика и кинетика.
3.Д.В.Сивухин. Общий курс физики, т.2, Термодинамика и молекулярная физика.
4..М.Е.Топчиян, В.К.Кедринский. Статистическая и молекулярная физика. Термодинамика. Учебное пособие. НГУ, –1987.
Дополнительная:
1. М.В.Волькенштейн. Биофизика, Наука, М., 1981.
2. М.Эйген, Р.Винклер. Игра жизни, Наука, М., 1979.
3. Э.Шредингер. Что такое жизнь с точки зрения физики.