物理系物理学本科

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1、《热力学与统计物理》教学大纲课程编号：06407212一、课程性质、目的及开课对象　　（一）课程性质：专业课　　（二）教学目的：通过本课程的学习，要求学生初步掌握与热现象有关的物质的宏观物理性质的唯象理论与统计理论。对二者的特点与联系有一较全面的认识。本大纲采取热力学和统计物理分开讲述的方法，以可逆过程热力学及平衡态统计物理学为主。注意对本学科现代发展的热点问题做适度的介绍。　（三）开课对象：物理系物理学专业本科生二、先修课程　　热学数学物理方法三、教学方法与考核方式　　（一）教学方法：讲授式、启发式、讨论式和问题研究式　　（二）考核方式：考试四、学时数分配　　总学时

2、：64学时。其中热力学28学时，统计物理学36学时。课程共用54学时，习题课用10学时，大纲中带*号的内容不是必讲的，未计入学时之内。五、教学内容与学时第一章热力学的基本规律（8学时）主要内容：　　1.1热力学系统的平衡状态及其描述　　1.2热平衡定律和温度　　1.3物态方程　　1.4功　　1.5热力学第一定律　　1.6热容量和焓　　1.7理想气体的内能　　1.8理想气体的绝热过程　　1.9理想气体的卡诺循环　　1.10热力学第二定律　　1.11卡诺定理　　1.12热力学温标　　1.13克劳修斯等式和不等式　　1.14熵和热力学基本方程　　1.15理想气体的熵　　1.

3、16热力学第二定律的数学表述　　1.17熵增加原理的简单应用　　1.18自由能和吉布斯函数　　重点难点：热力学第一定律热容量和焓克劳修斯等式与不等式熵和热力学基本方程热力学第二定律的数学表述熵增加原理自由能和吉布斯函数。学生掌握要点：　　1、平衡态温度物态方程功的表达式热力学第一定律热容量和焓理想气体的内能理想气体的绝热过程理想气体的卡诺循环热力学第二定律卡诺定理热力学温标。　　2、克劳修斯等式与不等式熵和热力学基本方程理想气体熵的表达式热力学第二定律的数学表述　　3、熵增加原理熵差的计算自由能和吉布斯函数。第二章均匀物质的热力学性质（8学时）主要内容：　　2.1内能

4、、焓、自由能和吉布斯函数的全微分　　2.2麦氏关系的应用　　2.3气体的节流过程和绝热膨胀过程　　2.4基本热力学函数的确定　　2.5特性函数　　2.6热辐射的热力学理论*2.7磁介质的热力学*2.8获得低温的方法　　习题（2学时）重点难点：内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分麦氏关系的应用基本热力学函数的确定特性函数学生掌握要点：　　1、掌握内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分　　2、掌握麦氏关系的应用　　3、了解气体的节流膨胀与绝热膨胀　　4、掌握基本热力学函数的确定　　5、掌握特性函数　　6、了解热辐射的热力学理论第三章单元系的相变（6学时）主要内容：　　3.1

5、热动平衡判据　　3.2开系的热力学基本方程　　3.3单元系的复相平衡条件　　3.4单元复相系的平衡性质　　3.5临界点和气液两相的转变*3.6液滴的形成　　3.7相变的分类*3.8临界现象和临界指数*3.9朗道连续相变理论　　重点难点：热动平衡判据开系的热力学基本方程单元复相系统的平衡相变的分类学生掌握要点：　　1、掌握热动平衡判据　　2、掌握开系的热力学基本方程　　3、掌握单元复相系统的平衡　　4、了解临界点和气液两相的转变　　5、掌握相变的分类第四章多元系的复相平衡和化学平衡（6学时）主要内容：　　4.1多元系的热力学函数和热力学方程　　4.2多元系的复相平衡条件

6、　　4.3吉布斯相律*4.4二元系相图举例*4.5化学平衡条件4.6混合理想气体的性质*4.7理想气体的化学平衡　　4.8热力学第三定律　　习题（2学时）重点难点：多元系的热力学函数和热力学方程多元复相系的平衡条件吉布斯相律热力学第三定律学生掌握要点：　　1、掌握多元系的热力学函数和热力学方程　　2、掌握多元复相系的平衡条件　　3、掌握吉布斯相律　　4、了解混合理想气体的性质　　5、掌握热力学第三定律*第五章不可逆过程热力学简介　　5.1局域平衡熵流密度与局域熵产生率5.2线性与非线性过程昂萨格倒易关系5.3温差电现象　　5.4最小熵产生定理　　5.5化学反应与扩散过

7、程　　5.6非平衡系统在非线性区的发展判据　　5.7三分子模型与耗散结构的概念第六章近独立粒子的最概然分布（14学时）主要内容：　　6.1粒子运动状态的经典描述　　6.2粒子运动状态的量子描述　　6.3系统微观运动状态的描述　　6.4等概率原理　　6.5分布和微观状态　　6.6玻耳兹曼分布　　6.7玻色分布和费米分布　　6.8三种分布的关系　　习题（2学时）重点难点：粒子微观运动状态的经典描述μ空间粒子微观运动状态的量子描述系统微观运动状态的经典描述系统微观运动状态的量子描述等概率原理分布和微观状态玻耳兹曼分布玻色分布和费米分布学生掌握要点：　　1、