热力学与统计物理学课程教学大纲

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1、《热力学与统计物理学》课程教学大纲教学目的和要求教学目的：《热力学与统计物理》是电子科学与技术专业的基础课程之一，是后继材料学类、微电子类及凝聚态物理学类课程的基础。该课程需求学生了解：热力学和统计物理学是研究热运动的规律及热运动对物质宏观性质的影响的科学。热力学是热运动的宏观理论，它以观测、实验和分析为基础，三条通过大量事实总结出来的基本规律为理论，运用四个热力学函数解释物质在平衡态的各种性质；统计物理学是热运动的微观理论，应用数学和统计学方法，通过逻辑演绎得出在平衡条件下物质各宏观性质之间的关系、宏观物理过程进行的方向和限度。教学要求：该课程是许多现代科学技术的基础。学生学会从微观理

2、论上对原子、原子核及固体（如半导体）的理论及其动力学的性质进行理论上的解释。使学生能够用物理学微观的统计方法把物理系统的宏观性质与微观粒子的统计规律联系起来，并了解这一物理方法在其他领域的推广。应当掌握热力学的三个定律和统计物理的基本理论，会用來解决一些基本的和与专业有关的一些热运动方面的问题。掌握热力学的基本规律和统计物理的基本理论，理解系统的各种平衡条件和正则分布，了解系统的相变理论。同时使学生掌握科学的学习方法，真正达到从学会到会学。培养学生有较强的独立思考能力和创造能力,较快进入科学发展的前沿,养成辩证唯物主义的世界观和方法论。教学内容及基本要求第一章热力学的基本规律TheBas

3、icLawsofThermodynamics1.1热力学系统的平衡状态及其描述EquilibriumStates1.2热平衡定律和温度1.3物态方程1.4功1.5热力学第一定律1.6热容量和焙1.7理想气体的内能1.8理想气体的绝热过程1.9理想气体的卡诺循环1.10热力学第二定律1.11卡诺定理1・12热力学温标StateFunctionTheThermalEquilibriumPrincipleandThetemperatureprinciple,ThermostatintwosystemWorkTheFirstLawHeatCapacityandEnthalpyIsothermal

4、PotentialsAdiabatProcessofIdealGasCarnotCycleofIdealGasTheSecondLawCarnotPrincipleThermalTemperature1.13克劳修斯等式和不等式ClausiusEquation1.14爛和热力学基本方程EntropyandThermodynamicFunctions1.15理想气体的爛EntropyofIdealGas1.16热力学第二定律的数学表述TheMathematicDescriptionoftheSecondlaw1.17爛增加原理的简单应用TheapplicationofEntropyPrin

5、ciple1.18自由能和吉布斯函数FreeEnergyandGibbsfunctions第二章均匀物质的热力学性质ThermodynamicPropertiesofHomogeneousMatter2.1热力学函数的全微分FullDifferentialofThermodynamicFunctions1.2麦氏关系的简单应用SimpleapplicationofMaxwellfunctions1.3气体的节流过程和绝热膨胀过程Joule-ThomsonProcessofGasandAdiabaticExpandingProcess1.4基本热力学函数的确定Determinationof

6、BasicThermodynamicFunctions1.5特性函数FunctionswithSpecialCharacters第三章单元系的相变TransitionofSingleElementSystem2.1热动平衡判据CriterionofThermodynamicEquilibrium2.2开系的热力学基本方程ThermodynamicFunctionsinOpenSystem2.3单元系的复相平衡条件EquilibriumConditionofMulti-Phase2.4单元系的复相平衡性质EquilibriumPropertiesofMulti-Phase3.5临界点和汽液

7、两相的转变CriticalPointandTransitionofTwoPhases3.7相变的分类ClassificationofPhaseTransition第六章近独立粒子的最概然分布MostProbableDistributionsofIndependentParticles6.1粒子运动状态的经典描述ClassicalDescriptionofKineticState6.2粒子运动状态的量子描述QuantumDescrip