热力学统计物理课程规范.docVIP

《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 Thermal Dynamics and Statistics 总学时数/周数 56 4/16 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：汪志诚.《热力学与统计物理》.(第版 Landau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 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。 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 熟悉 实际应用 了解 物态方程 实际计算 掌握 功 实际应用 掌握 热力学第一定律 实际应用 掌握 热容量和焓 分析问题 熟悉 理想气体的内能 分析问题 掌握 理想气体的卡诺循环 分析问题 了解 热力学第二定律 实际计算 熟悉 卡诺定理 分析问题 掌握 热力学温标 实际应用 了解 克老修斯等式和不等式 分析问题 熟悉 熵和热力学基本方程 分析问题 掌握 理想气体的熵 分析问题 熟悉 实际计算 掌握 2 内能、焓自由能和吉布斯函数的全微分 分析问题 掌握 实际应用 掌握 气体的节流过程和绝热膨胀过程 实际应用 熟悉 基本热力学函数的确定 分析问题 熟悉 实际应用 了解 3 热平衡的判据 实际应用 掌握 实际应用 掌握 分析问题 熟悉 分析问题 熟悉 5 粒子运动状态的经典描述 分析问题 了解 分析问题 熟悉 系统微观运动状态的描述 分析问题 熟悉 等概然原理 实际应用 掌握 分布和微观状态 分析问题 掌握 玻尔兹曼分布 实际应用 掌握 玻色分布和费米分布 实际应用 掌握 分析问题 熟悉 6 热力学量的统计表达式 实际计算 掌握 实际应用 熟悉 理想气体的熵 实际计算 熟悉 分析问题 了解 7 热力学量的统计表达式 实际计算 熟悉 分析问题 掌握 分析问题 熟悉 金属中的自由电子气体 分析问题 掌握 系综理论 相空间 刘维尔定理 分析问题 了解 实际应用 熟悉 微正则分布的热力学公式 实际计算 掌握 正则分布 实际应用 熟悉 正则分布的热力学公式 实际应用 熟悉 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 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：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”