Термодинамика и электродинамика сплошных сред

Термодинамика и электродинамика сплошных сред
И.Н. Алиев
  • Год:
    2018
  • Тип издания:
    Учебное пособие
  • Объем:
    408 стр. / 33.15 п.л
  • Формат:
    70x100/16
  • ISBN:
    978-5-7038-4877-7
  • Читать Online

Серия: Физика в техническом университете

Ключевые слова: внутренняя энергия тела, неравновесное состояние тела, принцип Гибса, принцип Планка, принцип Ферма, принцип локального равновесия, принцип наименьшего действия, принцип отвердевания, принципы виртуальных работ, равновесное состояние тела, сплошная среда, теория Онсагера, феноменологический подход, электромагнитное поле

Рассмотрены различные аспекты механики поляризованных и проводящих сплошных тел и сред с учетом магнитных, электрических и тепловых эффектов. Изложение ведется в рамках общего подхода, базирующегося на термо- и электромеханическом вариационных принципах, которые позволяют находить условия равновесия, что невозможно с помощью принципов Гиббса и Планка. Полученные результаты применены к теории неравновесных процессов при выводе определяющих соотношений, необходимых для замыкания систем термоэлектромагнитодинамических уравнений. Пособие снабжено большим количеством задач, часть из них дополняет соответствующие главы, а часть является кратким изложением проведенных научных исследований.
Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, которые автор читает в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов и аспирантов технических университетов и вузов, преподавателей высшей школы, научных сотрудников, занимающихся техникой и физикой сплошных сред.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие
Основные обозначения
Введение
Глава 1. Вариационные методы в оптико-механической аналогии
1.1. Геометрическая оптика неоднородных сред
1.2. Основное уравнение геометрической оптики
1.3. Оптико-механическая аналогия
1.4. Волновая теория Френеля и приближение коротких длин волн
1.5. Принципы наименьшего действия Мопертюи и Гамильтона
1.6. Волна действия
1.7. Уравнение Гамильтона — Якоби
1.8. Принцип наименьшего действия для свободной релятивистской частицы
1.9. Учет влияния магнитного поля
1.10. Рассеяние частиц на произвольном центрально-симметричном силовом поле
1.11. Волновое уравнение Шрёдингера
1.12. Квазиклассическое приближение. Условие квантования Бора — Зоммерфельда
1.13. Понятие адиабатического инварианта
Контрольные вопросы
Задачи к главе 1
Глава 2. Механический принцип виртуальных работ
2.1. Механическое равновесие сплошного тела (среды)
2.2. Переменные Лагранжа и Эйлера и их вариации
2.3. Механическая работа и внутренняя энергия
2.4. Механический принцип виртуальных работ. Условия механического равновесия сплошного тела
2.5. Уравнения идеальной гидрогазодинамики и идеальной теории упругости
Контрольные вопросы
Задачи к главе 2
Глава 3. Тепловые эффекты
3.1. Тепловое равновесие
3.2. Внутренняя энергия и принцип невозможности существования теплового вечного двигателя первого рода
3.3. Энтропия и принцип невозможности существования теплового вечного двигателя второго рода
3.4. Тождества Гиббса
3.5. Принципы Гиббса и Планка
3.6. Термодинамический принцип виртуальных работ
3.7. Баланс энтропии
3.8. Введение в термодинамику необратимых процессов
3.9. Гидродинамика вязкой среды
3.10. Теория упругости теплопроводного твердого тела
Контрольные вопросы
Задачи к главе 3
Глава 4. Постоянное электрическое поле
4.1. Основные уравнения электростатики
4.2. Энергия электрического поля
4.3. Электрический принцип виртуальных работ
4.4. Электрокинетика
Контрольные вопросы
Задачи к главе 4
Глава 5. Постоянное магнитное поле
5.1. Векторный анализ полей, заданных на искривленных поверхностях
5.2. Общие положения магнитостатики
5.3. Энергия магнитного поля
5.4. Вариация энергии магнитного поля
5.5. Магнитный принцип виртуальных работ. Необходимые и достаточные условия равновесия
5.6. Основы термодинамики магнетиков
Контрольные вопросы
Задачи к главе 5
Глава 6. Свободные электроны в нормальном металле
6.1. Квантовая механика системы невзаимодействующих электронов
6.2. Термодинамика системы невзаимодействующих свободных электронов
6.3. Электродинамика системы невзаимодействующих свободных электронов
Контрольные вопросы
Глава 7. Введение в теорию сверхпроводимости
7.1. Основные свойства сверхпроводников
7.2. Фундаментальные свойства массивных сверхпроводников
7.3. Поверхностные токи намагниченного сверхпроводящего шара
7.4. Распределение тока на сверхпроводящем участке цилиндрического провода
7.5. Принцип минимума энергии сверхпроводящих токов
7.6. Минимум магнитной энергии сверхпроводящего шара
7.7. Элементарная термодинамика сверхпроводников
Контрольные вопросы
Глава 8. Электродинамика Лондонов и термодинамика Гортера — Казимира
8.1. Модель несжимаемой идеальной жидкости сверхпроводящих электронов и основные уравнения электродинамики Лондонов
8.2. Законы сохранения энергии и импульса в электродинамике Лондонов
8.3. Теория флуксоида и потенциалы в электродинамике Лондонов
8.4. Глубина проникновения и поверхностная энергия
8.5. Намагничивание сверхпроводящего шара
8.6. Двухжидкостная теория Гортера — Казимира
Контрольные вопросы
Глава 9. Медленно движущиеся среды
9.1. Уравнения Максвелла
9.2. Модифицированные уравнения Максвелла
9.3. Нерелятивистское электрическое приближение уравнений Максвелла
9.4. Нерелятивистское магнитное приближение уравнений Максвелла
9.5. Уравнения медленно движущихся сплошных тел и сред при наличии электрических и магнитных полей в общем случае
Контрольные вопросы
Задачи к главе 9
Заключение
Литература
Именной указатель
Предметный указатель

Авторы работы: Алиев И.Н.