本科生教育

热学教学大纲

一、课程的性质和任务

本课程是物理学专业的一门专业基础课,研究热现象的理论.其任务是使学生了

解热力学和统计物理学的基本知识和基本概念,掌握由宏观的热力学定律和从物质的

微观结构出发来研究宏观物体的热的性质的研究方法,了解宏观可测量量与微观量的

关系以及如何把宏观规律与微观解释相联系的方法。

 

二、课程的基本要求

1.掌握物体内部热运动的规律以及热运动对物体性质的影响;

2.掌握研究宏观物体热性质的宏观描述方法(热力学)和微观描述方法(统计物

理学)

3.了解固、液、气相变规律;

4.了解宏观世界和微观世界相联系的基本方法。

 

三、课程内容

()温度:

1.教学内容

平衡态、状态参量、温度、气体的状态方程。

2.教学要求

掌握平衡态、温度等基本概念,描述气体状态的参量以及状态参量之间的函数关系。

()气体分子运动论的基本概念:

1.教学内容

物质的微观模型、理想气体的压强,温度的微观解释,分子力、范德瓦耳斯气体的压强。

2.教学要求

了解理想气体的微观模型和宏观物质的微观结构,掌握宏观可观测量压强、温度的微观决定因素,以及从理想气体近似模型出发修正从而导出范德瓦耳斯气体方程。

()气体分子热运动速率和能量的统计分布律:

1.教学内容

气体分子的速率分布律、玻尔兹曼分布律、重力场中微粒按高度的分布,能量按自由度均分定理。

2.教学要求

掌握平衡态下气体分子速率的统计分布规律的一些性质和特点以及玻尔兹曼分子按能量分布规律和重力场中粒子按高度的分布;掌握能量按自由度均分定理。

()气体内的输运过程:

1.教学内容

气体分子的平均自由程、输运过程的宏观规律及微观解释。

2.教学要求

了解气体由非平衡态趋向平衡态的变化过程,以及扩散系数、导热系数和粘滞系数等宏观常数与一些反映气体结构的参量之间的关系。

()热力学第一定律:

1.教学内容

热力学过程、功、热量、热力学第一定律及其应用、热容量焓、气体的内能、焦耳一汤姆孙实验、循环过程和卡诺循环。

2.教学要求

掌握功、热量,内能、热容量,焓等基本概念,及热力学第一定律,学会用热力学第一定律解题的方法及求循环过程效率的方法和卡诺循环效率的方法。

()热力学第二定律:

1.教学内容

热力学第二定律、热现象过程的不可逆性、热力学第二定律的统计意义、卡诺定理、热力学温标、熵、熵增加原理。

2.教学要求

掌握热力学第二定律两种表述及其童义,可逆与不可逆过程,卡诺定理,以及熵和熵增加原理及其微观统计意义。

()固体:

1.教学内容

晶体,晶体中粒子的结合力和结合能,晶体中粒子的热运动。

2.教学要求

了解晶体的宏观特性和微观结构,晶体中粒子的四种典型的结合力和结合能及晶体中粒子热运动的特性。

()液体:

1.教学内容

液体的微观结构,液晶、液体的彻体性质、液体的表面性质。

(九)相变:

1.教学内容

单元系一般相变的普遍特征、气液相变、克拉珀龙方程,范德瓦耳斯等温线对比物态方程、固液相交、固气相变、三相图。

2.教学要求

了解一级相变的督迪特征,气液相变、固液相变、固气相变、三相图的特性,了解范德瓦耳斯等温线的特点,掌握克拉珀龙方程及等温相变的特点。


2.教学要求

了解液体的微观结构及液体的热容量、热膨胀、热传导、扩散、粘滞性等彻体性质和表面张力、表面层内分子力的作用,液固接触处的表面现象.毛细现象等表面性质。


四、课时分配

序号

课程内容

教学课时

讲授

复习测验

合计

l

2

3

4

5

6

7

8

9

温度

气体分子运动论的基本概念

气体分子热运动速率能量的统计分布律

气体内的输运过程

热力学第一定律

热力学第二定律

固体

液体

相变

总计

6

6

6

4

8

8

3

4

8

53

 

 

3

 

2

 

 

 

2

7

6

6

9

4

10

8

3

4

10

60

五、大纲实施说明

 本课程授课一学期,每周3课时,共60课时.教学过程中在保证教学要求、教学重点的前提下,结合实际情况可对内容和课时作适当调整。


 

 


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