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文档简介

《热力学与统计物理1》课程教学大纲

一、课程基本情况

课程编号：082W02c学分：3周学时：3总学时：52-2开课学期：2.2

开课学院：理学院

英文名称:StatisticPhysics

适用专业：物理学专业

课程类别：专业方向模块课

课程修读条件：微积分、大学物理

网络课程地址：

课程负责人：所属基层学术组织：物理学

二、课程简介

热力学与统计物理主要探讨由大量粒子构成的系统的热力学性质及其理论基础，包

括紧密相关的热力学和统计物理两部分，是物理学专业的核心课程，对物理学各领域的

进一步学习与研究具有举足轻重的地位，同时对化学、材料学、信息学、生命科学乃至

社会科学的学习和研究也具有重要的支撑作用。通过本课程的学习，要求学生掌握描述

热力学系统宏观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。

三、教学目标

通过该课程的学习，初步掌握热力学与统计物理的基本概念和构架，掌握热力学理

论的主要定理，同时熟悉统计物理研究系统宏观性质的思路和方法以及主要结论，为进

一步学习物理学及相关专业的后续课程打下基础。通过学习了解热力学与统计物理的发

展历程，熟悉热力学与统计物理面临问题的普适性以及处理问题的方法，广泛认识世界

多样性的同时，深刻认识复杂世界内在的统一性。

四、教学内容及学时分配

热力学部分

1、热力学基本定律（8学时）

掌握：热力学研究对象和方法；平衡态，温度，物态方程；功，热力学第一定律，

热量，热力学第二定律，可逆过程与不可逆过程，卡诺定理、热力学温标；克劳修斯等

式与不等式，脩的引入及其性质，理想气体嫡的表达式、嘀的计算。

2、热力学函数及其应用（4时）

掌握：焰、自由能、吉氏自由能的引入及其性质，特性函数，麦氏关系，气体的节

流膨张与绝热膨胀，辐射场的热力学，磁介质的热力学，表面过程的热力学，系统的平

衡条件和稳定性条件。

3、相变理论与多组分体系（10学时）

掌握：单元双相系统的平衡，克拉伯珑方程：气液相变，临界点，临界现象，二级

相变，相律，多组分体系的热力学方程，热力学第三定律。

统计物理学部分

1、近独立粒子的最慨然分布（8时）

掌握：统计物理的研究对象与研究方法，统计规律与力学规律，宏观物理量与微观

物理星，相空间，等几率原理，波尔兹曼统计分布，费米分布，波色分布。

2、玻尔兹曼统计规律的应用（12时）

掌握：玻尔兹曼分布率，热力学公式、端的统计解释，速度分布理论，能量均分定

理，比热的经典理论等。

3、系综理论（10时）

掌握：统计系综，微正则系综，正则系综，巨正则系综。

五、考核及成绩评定方式

序号考核方式成绩比重（%）

1期末考试（闭卷）50

2考勤20

3课外读书报告10

3作业10

4课堂交流与报告10

合计100100

六、教材及参考书目:

类别教材名称编者出版社出版时间

热力学与统计物理（第5版）汪志成高等教育出版社2013

教材

统计物理现代教程雷克(Leichl)北京大学出版社1985

参考书热力学与统计物理顾莱纳北京大学出版社2001

统计物理学苏汝铿高等教育出版社

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