《统计热力学》课程教学大纲

《统计热力学》课程教学大纲

编写

课程代码统计热力学：53310332…2016.8

时间

课程名称统计热力学

英文名称StatisticalThermodynamics

理论讲授

36

总学3学时

学分数2

时数6实验实践

0

学时

化学与制药工程学

任课教师程治国开课学院*

院

□通识教育核心课口通识教育拓展课□学科基础必修课

课程类型口学科基础选修课口专业核心课，个性化课程

□实践类课程

预修课程大学物理、无机化学、物理化学

1.课程教学目标

统计热力学是化学类专业的个性化课程。通过本课程的学习，使学生比较系统地掌握统

计热力学的基础理论和基本知识；了解本学科的科学成就及发展趋势；培养学生分析问题、

解决问题及自学新知识的能力，发展学生的智力。具体要求达到的课程教学目标如下：

知识目标：本课程将仝面讲授与热现象有关的物质宏观物理性质的唯象理论和统计理论,

并对二者的特点与联系有一个较全面的认识。使学生掌握统计热力学的基本概念、掌握基本

定理、定律、基本公式、基本热力学量及它们之间相互琏导。

能力目标：通过该课程的学习使学生初步建立分析微观世界的思路和方法，并培养学生

分析问题、解决问题、进行创造性思维的能力，使理论分析能力得到必要的锻炼，为进一步

学习打下牢固的基础。

素质目标：教书与育人相结合，结合教学内容进行辩证唯物主义教育、思想品德教育；

注重培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。

2.课程教学目的与任务

本门课程教学的目的是从物质的微观性质出发，用统计的方法，研究体系的宏观热力学

性质。在学习的过程中提高大学生的自学能力和科研能刀；提高大学生思想素质及综合分析

问题的能力。

开设本门课程的任务是通过本课程学习，使学生能够以量子力学的结论和公式为基础，

从分析微观粒子的运动形态入手，了解物质宏观性质的本质，用统计平均的方法确定微观粒

子的运动和宏观性质之间妁联系。使学生能够初步建立分析微观世界的思路和方法，使理论

1

分析能力得到必要的锻炼，为进一步学习打下牢固的基础

3.课程内容简介

本课程为大学本科化学专业的个性化课程，学分数2,总学时数34。统计热力学主要讲

授内容是从微观粒子所遵循的量子规律出发，用统计的方法推断出宏观物质的各种性质之间

的联系，阐明热力学定律的微观含义，揭示热力学函数的微观属性。

4.理论教学基本要求

通过该门课程学习，使学生掌握统计热力学的基本知识及基本原理，从系统内部粒子的

微观性质及其结构的数据出发，在统计原理的基础上，运用力学和统计规律推求大量粒子运

动的统计平均结果，从而得到宏观性质。可以根据统计单元的力学性质（如速率，动量，位

置，振动等），用统计的方法来推求系统的宏观热力学性质（如压力，热容，病等）。

5.教学方式与方法

教学过程坚持以教师为主导,学生为主体组织教学，采取互动探究式教学模式。

按照各部分知识特点将教学内容分为精讲内容（一级知识点）、导学内容（二级知识点）和

研讨内容（三级知识点）.精讲内容主要是统计体系、波兹曼统计、配分函数与热力学函数

的关系；导学内容是定位系统、最概然分布、最大项法、全配分函数。研讨内容是波色-爱

因斯坦统计、费米-狄拉克统计、晶体的热容。通过合理调配教学内容，形成课堂学习与

课外学习互补，师生学习互动的学习氛围。

6.主讲教师简介和团队成员情况

主讲教师简介：程治国，男，讲师，硕士毕业于XX理工大学，主讲课程：

物理化学、物理化学实验、统计热力学等课程，有着丰富的统计热力学教学经验。

教学团队成员

姓性职

学院在教学中承担的职责

名别称

程男讲化学与制药工程统计热力学主讲

治国师学院

杨男副化学与制药工程统计热力学主讲

奇超教授学院

7.课时分配表：（本课程开设时间为一学期，共36学时）

章次内容学开课学

时期

第一统计热力学概论65

2

章

第二波兹曼统计65

章

第三配分函数105

章

第四配分函数与热力学函数的关系145

章

合计学时36

&教学内容安排及要求

第一团理论/口实

统计热力学概论学时6

部分践

教学要求：了解统计热力学的研究方法和目的，熟悉统计热力学体系的分类，

掌握统计热力学的常生术语和概念，统计热力学的基本假定。

1.一级知识点

统计热力学的常住术语和概念，统计热力学的基本假定。

2.二级知识点

统计热力学的研究方法和目的。，

3.三级知识点

计热力学体系的分类。

第二因理论/□实

波兹曼统计学时6

部分践

教学要求：了解定位体系和非定位体系的最概然分布及玻兹曼公式，熟悉。

8值的推导，掌握摘取最大项法及其原理。

1.一级知识点

定位体系与非位体系的最概然分布，摘取最大项法及其原理。

2.二级知识点

QB值的推导。

3.三级知识点

玻兹曼公式的其他形式。

第三回理论/口实

配分函数学时10

部分践

教学要求：熟悉配分函数的定义，掌握配分函数与?友力学函数的求取至两者

之间的关系。

1.一级知识点

配分函数与热力学函数。

1.二级知识点

配分函数的定义、配分函数的分离。

3

3.三级知识点

配分函数与热力学函数的关系

第四配分函数与热力团理论/口实

学时14

部分学函数的关系践

教学要求：了解平动、振动和转动对热力学函数的贡献，熟悉统计热力学的

若干应用。

1.一级知识点

原子核配分函数、电子配分函数、平动配分函数、转动配分函数、振动配分

函数

2.二级知识点

分子的全配分函数、统计热力学的若干应用

3.三级知识点

课内外讨论或练习、实践、体验等环节设计

研讨内容部分均安排课内外讨论或练习环节。由任课教师提出问题，学生通过自学

进行解答，学生通过查资料、组织讨论、写小论文等形式完成。形成“主题一一探究一一

表达”的登山型模式，形成课堂学习与课外学习互补，师生学习与生生学习互动的学习氛

围。

10.考核和评价方式

对学生学习效果采取多种形式的教学评价方法和考淡方式，综合评价学生的知识掌握、

素质培养等情况。其评价方式采取平时成绩（占30%）、留试成