Термодинамический и статистический методы исследования физических систем в процессе изучения молекулярной физики в 10 классе

С этой точки зрения легко  понять устанавливаемую вторым законом  термодинамики определенную направленность энергетических превращений в замкнутой макроскопической системе. Когда тело получает некоторое количество тепла за счет совершения механической работы, то это означает необратимое превращение кинетической энергии упорядоченного макроскопического движения в кинетическую энергию хаотического движения молекул. Превращение тепла в работу, наоборот, означает превращение энергии беспорядочного движения молекул в энергию упорядоченного движения макроскопического тела — такой переход, как мы видели, в принципе возможен, но исключительно маловероятен.

Необратимый характер процессов  перехода в состояние теплового  равновесия, устанавливаемый вторым законом термодинамики, справедлив только для больших макроскопических систем. С термодинамической точки зрения изолированная система, пришедшая в состояние теплового равновесия, не может самопроизвольно выйти из этого состояния. Однако статистическая механика допускает существование флуктуаций, которые фактически представляют собой самопроизвольные отклонения системы от равновесия. Как уже отмечалось, чем больше частиц в системе, тем меньше относительная величина флуктуаций любого макроскопического параметра, и для достаточно большой системы флуктуациями вообще можно пренебречь. Именно поэтому для таких систем справедлив второй закон термодинамики.

В системах с небольшим  числом частиц относительная величина флуктуаций велика, т. е. самопроизвольные отклонения какой-либо величины от ее среднего значения могут быть сравнимы с самим средним значением. Такая система часто самопроизвольно выходит из состояния равновесия, и второй закон термодинамики здесь неприменим. Характерный пример нарушения второго закона термодинамики в достаточно малых системах — броуновское движение, при котором взвешенная в жидкости частица получает кинетическую энергию от молекул окружающей среды, хотя температура среды не выше, чем температура самой броуновской частицы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой работе для достижения, поставленных мною, задач были рассмотрены  следующие вопросы:

• Термодинамический метод исследования физики;
• Статистический метод исследования физики;
• Тест на понимание основных понятий по данной теме.

При изучении раздела «Молекулярная  физика» учителю следует постоянно подчеркивать единство статистического и термодинамического методов. В этом отношении полезно обобщать и систематизировать знания школьников о статистическом и термодинамическом подходах к описанию тепловых явлений. Обобщение знаний проводят в конце изучения всего раздела, а связь между этими подходами представляют в виде схемы, изображенной на рисунке.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Бутиков Е. И., Быков  А. А., Кондратьев А. С. Физика  для поступающих в вузы –  М.: Просвещение, 1978.  

2. Жилко, В. В. Физика: учеб. пособие для 10 кл. общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения / В. В. Жилко, А. В. Лавриненко, Л. Г. Маркович. — Минск: Нар. асвета, 2001.

3. Касьянов В. А. Физика 10 кл.: Учебн. для общеобразоват.  учреждений. – 5-е изд., дораб. –  М.: 2003.

4. Луцевич А. А., Яковенко  С. В. Физика: Учеб. пособие. –  Мн.: Выш. шк., 2000.

5. Примерное календарно-тематическое планирование по учебному предмету «Физика» на 2010/2011 учебный год.

6.  Программа реализации Концепции развития педагогического образования в Республике Беларусь: утверждено постановлением Министерства образования Республики Беларусь 25 октября 2001 г. № 47. – Минск: БГПУ, 2001. – 33 с.

7. Разумовский В. Г., Бугаев  А. И., Дик Ю. И. и др. Основы  методики преподавания физики  в средней школе под ред.  А. В. Перышкина и др. – М.: Просвещение, 1984.

8. Свитков Л. П. Термодинамика  и молекулярная физика: Факультатив.  курс: Учеб. пособие для учащихся. – 3-е изд., перераб. – М: Просвещение, 1986.

9. Шамаш С. Я., Эвенчик  Э. Е. и др. Научные основы  школьного курса физики/ Под ред.  С. Я. Шамаша, Э. Е. Эвенчик.  – М.: Педагогика, 1985.

10. Яворский Б. М. Основные  вопросы современного школьного  курса физики: Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1980.