《热力学与统计物理(2)》教学大纲
学时:51 学分:3 适用专业:物理学 一、课程性质、目的和任务
本课程为《热力学与统计物理学(1)》的后续课。通过本课程的学习,使学生对热现象的唯象理论和统计理论有更完全的认识,为相关后续课打好基础,也为更好处理地中学物理热学部分内容教学服务。
说明:本大纲仍采用将热力学和统计物理分开讲述的方法。在保证大纲基本内容的前提下,内容的顺序可作调整。带“*”的内容只作选讲,该课为选修课。 二、课程教学的基本要求
1.了解相关结论的推证过程。在学习热现象平衡态理论的基础上,了解非平衡态热力学和统计理论的大体内容;
2.理解多元系热现象理论相关内容;
3.掌握混合理想气体热力学函数的计算和正则统计的简单应用; 4.为学习后续课程打下基础; 5.更好驾驭中学物理热学部分教学。 三、课堂教学内容 (一)单元系的相变
热动平衡判据;开系的基本热力学方程;单元系的复相平衡条件;相变的分类。 说明:
本章的重点是开系的基本热力学方程,难点是对二级相变特点的理解。 (二)多元系的复相平衡和化学平衡
多元系的热力学函数和热力学方程;多元系的复相平衡条件;吉布斯相律;二元系相图举例;混合理想气体。 说明:
本章的重点是对混合理想气体热力学函数的计算,难点是多元系基本热力学方程的导出。 (三)不可逆过程热力学简介
局域平衡,熵流密度与局域熵产生率;线性与非线性过程,昂萨格关系;*温差电现象。 (四)系综理论
相空间,刘维尔定理;微正分布;正则分布;正则分布的热力学公式;巨正则分布;*巨正则分布的热力学公式。
说明:
本章的重点是对正则系综的研究,难点是其热力学公式的应用。 (五)非平衡态统计初步
玻耳兹曼方程的驰豫时间近似;玻耳兹曼积分微分方程;玻耳兹曼H定理。 四、课内实践教学要求
本课程无课内实践要求。 五、考核方式
考查(闭卷) 六、学时分配
章节内容 (一)单元系的相变 (二)多元系的复相平衡和化学平衡 (三)不可逆过程热力学简介 (四)系综理论 (五)非平衡态统计初步 (六)机动 合计 七、本课程与其它课程的关系
先修课程:《热力学与统计物理学(1)》。 后续课程:《固体物理学》。 八、建议教材及教学参考书
(1)《热力学·统计物理》(第三版),汪志诚编,高等教育出版社(普通高校“九五”重点教材),2003。
(2)《热力学简程》,王竹溪著,人民教育出版社,1978。 (3)《统计物理学导论》,王竹溪著,人民教育出版社,1978。
学时 6 14 6 16 6 3 51