热力学统计物理课程规范

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1、《热力学与统计物理》课程规范一、课程概况课程号BX0925323课程名称热力学与统计物理课程英文名称ThermalDynamicsandStatistics总学时数/周数564/16学分4讲授学时56实验学时实习周数开课单位理学院适用专业应用物理学课程类别专业基础课修读方式必修先修课程高等数学、普通物理（包括力、热、电、光及原子物理）考核方式平时成绩（20%，平时出勤和作业）+笔试（80%，闭卷考试）教材及主要教学参考书教材：汪志诚.《热力学与统计物理》.(第五版).高等教育出版社参考书：龚昌德.《热力学与统计物理》.高等教育出版社Land

2、au等.《统计物理学》.高等教育出版社王竹溪.《热力学简程》.高教出版社王竹溪.《统计物理学导论》.(第二版).高教出版社苏汝铿.《热力学与统计物理基础》.复旦大学出版社课程简介《热力学·统计物理》课是应用物理专业学生的专业基础课，与理论力学、量子力学、电动力学共同构成物理专业重要的四门必修课，通常称为物理专业的四大力学课。热力学和统计物理的任务是研究热运动的规律，研究与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化。本课程的作用是使学生掌握热力学与统计物理的基本原理和处理具体问题的一些重要方法，并初步具有用这些方法解决较简单问题的能力。能力培养任务

3、本课程要求学生掌握热力学的基本规律，热力学的三个定律，了解与掌握热力学函数内能、焓、熵、自由能、吉不斯函数的物理意义及利用这些函数判断系统的平衡条件、平衡稳定条件。统计物理部分要求学生掌握等几率原理、由最概然统计方法导出玻尔兹曼统计、费米及波色统计的分布函数，了解系综理论并运用上述理论求解简单热力学系统的热力学函数。-85-二、课程知识、能力体系《热力学与统计物理》课程知识（能力）体系序号知识单元描述知识点对应能力学时要求1热力学的基本规律热力学系统的平衡状态及其描述分析问题0.5熟悉热平衡定律和温度实际应用0.5了解物态方程实际计算0.5

4、掌握功实际应用0.5掌握热力学第一定律实际应用0.5掌握热容量和焓分析问题0.5熟悉理想气体的内能分析问题0.5掌握理想气体的卡诺循环分析问题1了解热力学第二定律实际计算0.5熟悉卡诺定理分析问题0.5掌握热力学温标实际应用0.5了解克老修斯等式和不等式分析问题0.5熟悉熵和热力学基本方程分析问题0.5掌握理想气体的熵分析问题0.5熟悉热力学第二定律的数学表示实际计算0.5掌握2均匀物质的热力学性质内能、焓自由能和吉布斯函数的全微分分析问题2掌握麦氏关系的简单应用实际应用2掌握气体的节流过程和绝热膨胀过程实际应用1熟悉基本热力学函数的确定分

5、析问题2熟悉特殊函数实际应用1了解3单元系的相变热平衡的判据实际应用1掌握开系的热力学的基本方程实际应用1掌握单元系的复相平衡条件分析问题1熟悉单元复相系的平衡性质分析问题1熟悉-85-5近独立粒子的最概然分布粒子运动状态的经典描述分析问题1了解粒子运动状态的量子描述分析问题1熟悉系统微观运动状态的描述分析问题1熟悉等概然原理实际应用1掌握分布和微观状态分析问题2掌握玻尔兹曼分布实际应用2掌握玻色分布和费米分布实际应用1掌握三种分布的关系分析问题1熟悉6玻尔兹曼统计热力学量的统计表达式实际计算3掌握理想气体的内能和热容量实际应用3熟悉理想气

6、体的熵实际计算2熟悉固体热容量的爱因斯坦理论分析问题2了解7玻色统计和费米统计热力学量的统计表达式实际计算2熟悉弱简并理想玻色气体和费米气体分析问题2掌握玻色-爱因斯坦凝聚分析问题2熟悉金属中的自由电子气体分析问题2掌握8系综理论相空间刘维尔定理分析问题2了解微正则分布实际应用1熟悉微正则分布的热力学公式实际计算1掌握正则分布实际应用1熟悉正则分布的热力学公式实际应用1熟悉三、教学内容及基本要求理论教学部分（按章节顺序填写）学时：8章第一章热力学的基本规律教学目的和要求1.掌握平衡态概念及其描述方法2.根据热平衡定律建立温度的严格概念，并掌

7、握定量量度法3.简单了解理想气体温标4.掌握物态方程的表达式，并会学应用-85-5.掌握热力学第一定律、第二定律的内容和数学表达式及其对应的热力学函数的意义及其应用6.掌握热力学基本规律的统一方程—热力学基本方程的意义及应用7.理解热力学中的过程量—功、热量与状态量（热力学函数—内能、焓、熵、自由能和吉布斯函数的区别与联系，并掌握其数学表达式重点和难点重点：1.掌握物态方程的三个系数的定义式，并会学应用它们求解物态方程2.掌握热力学第一定律、第二定律的内容和数学表达式及其对应的热力学函数的意义及其应用3.理解热力学中的过程量—功、热量与状态

8、量（热力学函数—内能、焓、熵、自由能和吉布斯函数的区别与联系，并掌握其数学表达式难点：逐步理解掌握二元函数、偏导数循环关系、倒数关系及全微分性质在热力学中应用“三基”分析基本知识