热力学与统计物理第一章13年.pptVIP

《热力学与统计物理》 主讲 周玲 Email:zhlhxn@dlut.edu.cn 办公室：物理楼221，电话 教材:《热力学与统计物理》 汪志诚（第四版）高等教育出版社 参考书： 《热力学与统计物理》林宗涵 北京大学 2.《热力学与统计物理简明教程》 Classical and statistical thermodynamics Ashley H. Carter 清华大学出版社 3.《热学 热力学与统计物理》 周子航 曹烈兆 科学出版社 4.Thermodynamics and statistical mechanics, Greiner, Walter, 世界图书出版公司,?2004. 热力学·统计物理导言（Introduction of Thermodynamics and Statistical mechanics) 一、热力学·统计物理的任务：研究热运动的规律以及与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化。 Thermodynamics is the study of heat in the field of physics. The central concept of thermodynamics is temperature. 由于温度不能由力学量导出，因此它成为一门独立的学科。 力学量：质量、长度、时间以及其导出量 热力学：宏观理论。揭示热运动的宏观普遍规律。 第一章 热力学的基本规律 第二章 均匀物质的热力学性质 第三章 单元系相变 第四章 多元系的复相平衡 第五章 不可逆过程热力学 统计物理：微观理论。采用统计的方法对大量微观粒子进行平均,从而给出宏观现象产生的原因,亦即宏观现象的微观机制。 第六章 近独立粒子的最概然分布 第七章 玻尔兹曼统计 第八章 玻色统计和费米统计 第九章 系综理论 第十章 涨落理论 与热学的关系：热学是热力学·统计物理的基础，热力学·统计物理大量地运用数学知识，处理的内容更广泛，涉及问题的难度加深。 与热学的关系：热学是热力学·统计物理的基础，热力学·统计物理大量地运用数学知识，处理的内容更广泛，涉及问题的难度加深。 18世纪初工业革命的需要 蒸汽机 量热学 计温学 Joule测量了热功当量——热力学第一定律 Mayer， Helmholtz等一批科学家为此做出了贡献。 19世纪Carnot， Clausius，Kelvin——热力学第二定律 (围绕热机效率的提高） 二、热力学统计物理简史 Rudolf Julius Emanuel Clausius Sadi Carnot Nernst（能斯脱）and Planck——热力学第三定律 （围绕极低温的实验研究） ————热力学的发展 1658 Pierre Gassendi 提出物质由分子构成 Robert Hooke， Daniel Bernoulli进一步肯定了这一认识。 一个世纪以后，Clausius，Maxwell，Boltzmann奠基了统计力学的方法 另一方面这些关于热现象的宏观规律无法解释一些本质问题，如热的本质是什么 物质的微观结构以及这种微观结构如何产生热现象及其规律 1902 Gibbs将Maxwell，Boltzmann发展为系统的理论，出版了统计力学 由于量子力学的出现发展了量子统计物理学 ——统计物理的发展 Ludwig Edward Boltzmann 地位：是热学的延伸与提高，是四大力学的组成之一，在知识结构起着重要的作用。为后继固体物理等后继课程的基础。 力学 电磁学 光学 原子物理 热学 普通物理 四大力学 理论力学 电动力学 量子力学 热力学与统计物理 三、热力学统计物理的地位及应用： 应用： （1）在凝聚态物理、等离子物理、各类材料应用等一切与热现象有关的近现代科学研究之中。 （2）对于航空火箭等高强度金属材料、以及原子能动力工业所需特殊材料的研制提供理论指导。 三、热力学统计物理的地位及应用： * 如何学习热力学统计物理 1.复习巩固热学相应知识 2.掌握本门课程的基本规律基本研究方法 3.自己拓展知识面，课后在复习巩固知识的基础上，锻炼解决问题的能力 几点特别要求： 1.补充一些书外习题 2.课程论文 3.部分知识点组织课堂讨论 4.随堂小测验 成绩评定： 平时成绩20%+考试成绩80% §1.1 平衡态(Equilibrium state) 孤立系：与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。 封闭系统：与外界没有物质交换但有能量交换的系统。 开放系统：与外界既有物质交换又有能量交换的系统。 平衡态：孤立系统达到的所有宏观性质都不随时间变化的状态（为什