《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》課程簡(jiǎn)介課程編號(hào)：02034009課程名稱：熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理/ThermodynamicsandStatisticalPhysics學(xué)分:2.5學(xué)時(shí)：40（課內(nèi)實(shí)驗(yàn)(踐)：上機(jī)：課外實(shí)踐：）適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程建議修讀學(xué)期：5開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理與化學(xué)系課程負(fù)責(zé)人：先修課程：高等數(shù)學(xué)，物理化學(xué)考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)成績(jī)20%+考試成績(jī)80%教材與主要參考書目：教材：《熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理》，汪志誠(chéng)編，高等教育出版社，2010年3月。參考書目：1.《熱力學(xué)》，王竹溪編，高等教育出版社2.《統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》，王竹溪編，高等教育出版社3.《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)》，林宗涵編，北京大學(xué)出版社內(nèi)容概述：中文：《熱力學(xué)及統(tǒng)計(jì)物理》是材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。該課程由熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)兩部分組成。熱力學(xué)是熱運(yùn)動(dòng)的宏觀理論，主要采用宏觀的研究方法，它以三條基本規(guī)律為理論，運(yùn)用四個(gè)熱力學(xué)函數(shù)解釋物質(zhì)在平衡態(tài)的各種性質(zhì)；統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是熱運(yùn)動(dòng)的微觀理論，主要采用微觀研究方法，應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，通過邏輯演繹得出在平衡條件下物質(zhì)各宏觀性質(zhì)之間的關(guān)系。兩種研究方法相輔相成，相互融會(huì)貫通，取長(zhǎng)補(bǔ)短。在講授的過程中，注重物理概念的引入，揭示物理概念的本質(zhì)；注重基礎(chǔ)知識(shí)和基本應(yīng)用，兼顧新知識(shí)、前沿問題的介紹，提高學(xué)生解決具體問題的能力。英文：AsoneofimportantsubjectfoundationrequirementsforMaterialsScienceandEngineering,ThermodynamicsandStatisticalPhysicsconsistoftwoparts,thethermodynamicsandthestatisticalphysics.Theyarethemacroscopictheoryandmicrocosmictheoryofthermalmotion,respectively.Withthemacroscopicresearchmethods,thethermodynamicsusesthreebasictheoryrulesandfourthermodynamicfunctionstoexplainthepropertiesofmatterinequilibrium.Withthemicrocosmicmethods,thestatisticalphysicsintroducestheappliedmathematicsandstatisticalmethodstoderivetherelationshipbetweenthemacroscopicpropertiesofmaterialsunderequilibriumconditions.Thetworesearchmethodscomplementeachother.Inordertoimprovestudents'abilitytosolvespecificproblems,intheteachingprocess,itwillfocusontheintroductionofphysicalconcepts,revealtheessenceofphysicalconcepts,emphasisonbasicknowledgeandapplications,takeintotheintroductionofnewknowledge.

《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》教學(xué)大綱課程編號(hào)：02034009課程名稱：熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理/ThermodynamicsandStatisticalPhysics學(xué)分:2.5學(xué)時(shí)：40（課內(nèi)實(shí)驗(yàn)(踐)：上機(jī)：課外實(shí)踐：）適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程建議修讀學(xué)期：5開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料物理與化學(xué)系課程負(fù)責(zé)人：先修課程：高等數(shù)學(xué)，物理化學(xué)課程性質(zhì)、目的與任務(wù)【課程性質(zhì)】《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》是材料科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，其主要內(nèi)容是有承上啟下的知識(shí)連接作用，是后續(xù)課程中不可或缺的基礎(chǔ)。熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理是研究物質(zhì)熱現(xiàn)象和熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律理論的物理課程。它是微觀理論研究和宏觀應(yīng)用之間的一座橋梁。該課程由熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)兩部分內(nèi)容組成，兩者的任務(wù)都是研究熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，與熱現(xiàn)象有關(guān)的物理性質(zhì)和宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的演化。前者采用宏觀的研究方法，后者采用微觀的研究方法。兩種方法相輔相成，取長(zhǎng)補(bǔ)短?！窘虒W(xué)目的與任務(wù)】本門課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要有：熱力學(xué)的基本規(guī)律；均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)；單元系的相變；多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡；近獨(dú)立粒子的最概然分布；玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)；玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)。通過本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生熟練掌握熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本原理和研究方法，使學(xué)生初步建立分析微觀世界的思路和方法；訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)格的邏輯思維能力，培養(yǎng)演繹推理能力，提高解決具體問題的能力；讓學(xué)生掌握進(jìn)一步學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1.1）本課程目標(biāo)以課程教學(xué)為主，具體要求如下：較深入地掌握熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的基本概念，系統(tǒng)地理解研究熱現(xiàn)象的宏觀與微觀理論；（2）基本掌握運(yùn)用有關(guān)理論處理具體問題的方法，提高分析問題和解決問題的能力；（3）結(jié)合一些物理學(xué)史的介紹，使學(xué)生了解如何由分析物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)、建立物理模型，進(jìn)而建立物理理論體系的過程，了解微觀物理學(xué)對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)重大影響和各種應(yīng)用，了解并適當(dāng)涉及正在發(fā)展的學(xué)科前沿，擴(kuò)大視野?！緦?duì)應(yīng)畢業(yè)要求】對(duì)應(yīng)于畢業(yè)要求：1.2：能夠應(yīng)用物理知識(shí)解決材料科學(xué)與工程專業(yè)復(fù)雜工程問題。5.2：能對(duì)現(xiàn)代工具所得結(jié)果進(jìn)行理論預(yù)測(cè)、模擬和分析，提出解決方案，并能夠理解其局限性。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（按章節(jié)列出內(nèi)容要求學(xué)時(shí)等，實(shí)驗(yàn)上機(jī)項(xiàng)目要列在課程內(nèi)容一欄）熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理總學(xué)時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)為40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為0學(xué)時(shí)；課程教學(xué)共有7章，具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)（☆）難點(diǎn)（△）學(xué)時(shí)安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)備注第一章熱力學(xué)的基本規(guī)律41.1-1.5熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)及其描述，熱平衡定律和溫度，物態(tài)方程，功，熱力學(xué)第一定律B11.6-1.12熱容量和焓，理想氣體的內(nèi)能，理想氣體的絕熱過程，理想氣體的卡諾循環(huán)，熱力學(xué)第二定律，卡諾定理，熱力學(xué)溫標(biāo)B11.13-1.18克勞修斯等式和不等式，熵和熱力學(xué)基本方程，理想氣體的熵，熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表述，熵增加原理的簡(jiǎn)單應(yīng)用，自由能和吉布斯函數(shù)A☆2第二章均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)62.1內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分A☆12.2麥?zhǔn)详P(guān)系的應(yīng)用A△12.3氣體的節(jié)流過程和絕熱膨脹過程B12.4基本熱力學(xué)函數(shù)的確定A☆12.5特性函數(shù)B0.52.6熱輻射的熱力學(xué)理論B0.52.7磁介質(zhì)的熱力學(xué)A1第三章單元系的相變43.1熱動(dòng)平衡判據(jù)A☆13.2開系的熱力學(xué)基本方程A☆0.53.3單元系的復(fù)相平衡條件A△0.53.4單元復(fù)相系的平衡性質(zhì)B13.5臨界點(diǎn)和氣液兩相的轉(zhuǎn)變B☆1第四章多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡熱力學(xué)第三定律64.1多元系的熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué)方程A14.2多元系的復(fù)相平衡條件A☆14.3吉布斯相律A☆14.4化學(xué)平衡條件B14.5混合理想氣體的性質(zhì)B0.54.6理想氣體的化學(xué)平衡C0.54.7熱力學(xué)第三定律A☆△1第五章近獨(dú)立粒子的最概然分布85.1粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的經(jīng)典描述B0.55.2粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子描述B0.55.3系統(tǒng)微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述A☆15.4等概率原理A☆15.5分布和微觀狀態(tài)A△25.6玻耳茲曼分布A☆15.7玻色分布和費(fèi)米分布A☆15.8三種分布的關(guān)系A(chǔ)1第六章玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)66.1熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式A☆16.2理想氣體的物態(tài)方程B16.3麥克斯韋速度分布律B△16.4能量均分定理A16.5理想氣體的內(nèi)能和熱容量A☆16.6理想氣體的熵A0.56.7固體熱容量的愛因斯坦理論C0.5第七章玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)67.1熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式A☆17.2弱簡(jiǎn)并理想玻色氣體和費(fèi)米氣體C17.3玻色-愛因斯坦凝聚B△27.4光子氣體C2（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）項(xiàng)目及學(xué)時(shí)分配無四、教學(xué)方法與教學(xué)手段課程教學(xué)以課堂講授為主，結(jié)合作業(yè)共同實(shí)施。教學(xué)采用多媒體教學(xué)，采用高等教育出版社出版汪志誠(chéng)主編的《熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理》為教材，并參考多本國(guó)內(nèi)外著名教材。五、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課程考核成績(jī)采用平時(shí)成績(jī)+期終考試成績(jī)相結(jié)合的方式，平時(shí)成績(jī)占課程考核成績(jī)的20%，平時(shí)成績(jī)考核采用作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和報(bào)告相結(jié)合的方式；期終考試成績(jī)占課程考核成績(jī)的80%，采用閉卷考試形式。期終考試試卷對(duì)應(yīng)該課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的情況如下表所示：課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)在試卷中的相應(yīng)分?jǐn)?shù)（范圍）指標(biāo)點(diǎn)1.150%指標(biāo)點(diǎn)2.150%總計(jì)100%六、教材與主要參考書目教材：《熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理》，汪志誠(chéng)編，高等教育出版社，20