1. История формирования общих философский концепций и развитие молекулярной теории строения вещества.
•  Развитие представлений о природе теплоты. Корпускулярная гипотеза о природе теплоты в работах Ломоносова М.В. Зарождение термодинамики и открытие ее законов.
•  Развитие молекулярно-кинетической теории в ХIX веке. Работы Дж.Максвелла и Л.Больцмана. Открытие броуновского движения и исследование его в работах А. Эйнштейна и М.Смолуховского. Работы Дж.В.Гиббса.
•  История развития статистических идей в теории теплового излучения.
•  Обобщение основных понятий и законов термодинамики и статистической физики на область неуравновешенных процессов. Развитие теории неуравновешенных процессов в работах Н.Н.Боголюбова и Л.Онзагера.

2. Принципы термодинамики и статистической физики.
•  Законы термодинамики. Термодинамические функции. Термодинамические неравенства.
•  Остновные принципы статистики. Теорема Лиувилля в классической и квантовой статистике. Микроканоническое распределение.
•  Распределение Гиббса. Энтропия. Статистическое обоснование закона возрастания энтропии. Распределение Гиббса для систем с переменным числом частиц.
•  Статистическое описание идеального газа. Распределение Больцмана. Термодинамические свойства двухатомного газа с молекулами одинаковых и разных атомов. Закон распределения.
•  Квантовая статистика идеального газа. Распределение Бозе. Бозе-конденсация. Термодинамика черного излучения. Распределение Ферми. Теплоемкость вырожденного Ферми-газа.
•  Термодинамика твердых тел. Формула Дебая. Уравнение состояние и теплоемкость. Плавление.
•  Неидеальные газы. Разложения по степеням плотности. Вириальные коэффициенты.
•  Фазовые переходы. Условия равновесия фаз. Критическая точка. Фазовые переходы второго рода. Термодинамическая теория Ландау фазовых переходов второго рода.
•  Теория флуктуаций. Распределение Гаусса. Флуктуации основных термодинамических величин. Формула Пуассона. Корреляция флуктуаций. Флуктуации в критической точке. Корреляция флуктуаций во времени.
•  Условие химического равновесия. Закон действующих масс. Теплота реакции. Термическая диссоциация, ионизация, возбуждение.

3. Принципы описания неравновесных процессов.
•  Уравнения переноса, основы термодинамики необратимых явлений. Соотношение симметрии кинетических коэффициентов Онсагера. Применения методов неравновесной термодинамики к явлениям в сплошных средах с одновременным протеканиям различных процессов: диффузии, теплопроводности, вязкости, химических реакций.
•  Ударные волны. Законы сохранения на фронте ударной волны. Ударная адиабата. Стационарный поток сжимаемого газа. Истечение газа через сопло.
•  Кинетическое уравнение Больцмана. Н-теорема. Вывод уравнения Больцмана, гидродинамических уравнений и релаксационных уравнений Греда. Идеи метода Чепмена-Энскога. Вычисление кинетических коэффициентов. Влияние химических реакций и внутренних степеней свободы на явления переноса.
•  Случайные блуждания и броуновское движения. Уравнение Ланжерона. Уравнение Фоккера-Планка.
•  Релаксационные явления. Основное кинетическое уравнение. Колебательная релаксация. Вращательная релаксация. Теория уширения спектральных линий. Кинетика диссоциации и ионизации. Газовые лазеры. Столкновительные механизмы создания инверсной населенности.
•  Распространение звука в газе, дисперсия и затухание звука. Структура и толщина ударной волны в газе. Вторая вязкость.
•  Теория ЭПР, ЯМР, основанная на уравнениях Блоха, продольная и поперечная релаксация.

4. Теория теплообмена.
•  Перенос массы, энергии и импульса. Законы сохранения. Механизмы переноса тепла.
•  Теплопроводность. Тепловой поток. Уравнение теплопроводности. Начальные и граничные условия.
•  Стационарная теплопроводность. Краевые задачи для простейших тел. Объемные и поверхностные источники тепла.
•  Нестационарная теплопроводность. Методы решения линейных краевых задач. Простейшие задачи для конечных и бесконечных областей.
•  Нелинейные задачи теплопроводности. Автомодельные решения. Тепловые волны. Приближенные и численные методы решения задач теплопроводности. Явные и неявные конечно-разностные схемы.
•  Конвекционный теплообмен. Уравнение, начальные и граничные условия. Условия сопряжения.
•  Методы подобия и размерности в теории теплообмена. Критерии подобия и их физический смысл. Критериальные формулы для расчета теплоотдачи.Теплоотдача при свободной и вынужденной конвекции.
•  Теплообмен в ламинарном пограничном слое. Пограничный слой на плоской пластине, трение и теплообмен при обтекании пластины несжимаемой жидкостью. Приближенные методы решения уравнений пограничного слоя. Интегральные соотношения.
•  Турбулентный пограничный слой. Усредненные уравнения. Профиль скорости. Вязкий подслой. Теплообмен и трение при турбулентном обтекании плоской пластины.
•  Теплообмен при испарении и конденсации. Теплоотдача при пузырьковом кипении в условиях свободной конвекции. Структура двухфазного потока пр икипении в трубах. Теплоотдача при кипении в трубах. Теплообмен при пленочной и капельной кондунсации пара.
•  Лучистый теплообмен. Уравнения переноса излучения. Краевые условия. Приближенные методы решения уравнений переноса. Диффузионное приближение. Приближение лучистой теплопроводности.

5. Газы.
•  Взаимодействие молекул. Источники сведений о межмолекулярных силах. Различные составляющие межмолекулярных сил. Потенциальные функции межмолекулярного взаимодействия. Упругие и неупругие столкновения.
•  Уравнение состояния газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний, термодинамическое подобие. Теплоемкость. Сжимаемость. Эффект Джоуля-Томсона. Методы измерения термодинамических величин.
•  Явления переноса в газах. Вязкость. Теплопроводность. Диффузия. Термодиффузия. Пристеночные явления в умеренно-разреженном газе. Термомолекулярная разность давлений. Кинетические явления в сильно разреженном газе (газ Кнудсена).
•  Методы исследования явлений переноса. Методы получения сверх-низких и высоких давлений. Диффузионные методы разделения изотопов. Ультразвуковой метод исследования релаксации в газах.

6. Основы физики плазмы.
•  Свойства плазмы. Кулоновское взаимодействие. Параметры неидеальности и вырождения.
•  Методы получения и исследования плазмы. МГД-генераторы, плазмотроны, термоядерные установки. Электроразрядные, взрывные и лазерные методы получения и нагревания плотной плазмы.
•  Ионизационное равновесие. Формула Саха. Кинетика ионизации. Электрон-электронные, электрон-ионные и электрон-атомные столкновения. Фотоионизация.
•  Явления переноса в плазме. Теплопроводность, электропроводность, вязкость. Влияние неидеальности плазмы на коэффициенты переноса.
•  Излучение плазмы. Тормозное и рекомбинационное излучение. Линейчатый спектр атомов и ионов. Ширина спектральных линий.
•  Колебания и волны в плазме. Альвеновские и магнитозвуковые волны. Электромагнитные волны. Нелинейные волны. Ударные волны. Волны в бесстолкновительной плазме. Затухание Ландау.

7. Жидкости.
•  Строение жидкости. Радиальная функция распределения. Изучение структуры жидкости методом рассеяния рентгеновских лучей. Корреляция ориентаций. Жидкие кристаллы.
•  Уравнения состояния жидкости и плотных газов. Плотность, сжимаемость, теплоемкость.
•  Статистическая теория жидкостей. Частичные функции распределения, методы интегральных уравнений. Модельные теории. Методы теории возмущений. Машинное моделирование.
•  Явления переноса и релаксации в жидкости. Вязкость,теплопроводность, диффузия и самодиффузия.
•  Изучение теплового движения в жидкостях по рассеянию света и медленных нейтронов. Пространственно-временная корреляционная функция.
•  Термодинамика поверхности. Поверхностное натяжение и поверхностное давление. Равновесие между поверхностной фазой и газом. Теория образования зародышей при фазовых переходах первого рода.
•  Растворы. Правило фаз. Осмотическое давление. Фазовые равновесия в растворах. Диаграммы состояния.
•  Квантовые жидкости.Сверхтекучесть гелия. Жидкие металлы.

8. Фазовые переходы.
•  Диаграммы состояния. Закон Клайперона-Клаузиуса. Критическая точка и физические свойства в ее окрестности. Критическая опалесценция. Соотношения между критическими показателями. Экспериментальные методы исследования критических точек. Методы термостатирования и получения низких температур.
•  Метастабильные состояния. Перегрев, переохлаждение. Давление насыщенных паров над раствором.
•  Адсорбция и хемосорбция. Взаимодействие молекул с поверхностью твердого тела. Мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция.
•  Плавление, кристаллизация. Возгонка и сублимация.

    •  Главная   •  Библиотека   •  Курсы лекций и программы экзаменов   • Примерная программа-минимум кандидатского экзамена по специальности Теплофизика