热学教学大纲2012.9
《热学》教学大纲
热学（Thermodynamics）一、课程的目的、任务《热学》是物理学专业的一门基础课，是普通物理学的一个重要组成部分。
通过本课程的学习，使学生系统地掌握热学的基本概念和基本知识，建立起鲜明的物理图象，熟悉热学理论的一些实际应用，培养学生分析和解决一般热学问题的能力。
本课程既为热力学与统计物理学等后续课程的学习打下基础，又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识。
教学任务：要求学生掌握气体在气体在平衡态下的各种性质，以及由非平衡过渡到平衡的变化过程即输运过程。
掌握从分子动理论观点揭示宏观量的微观本质，定量地建立宏观量与微观量之间的关系；掌握平衡态下气体分子热运动速率和能量的统计分布规律，初步建立起统计概念和统计方法的思想。
通过学习，要求学生对热力学的第零、第一、第二这三个基本定律有较为深刻的理解。
掌握由第零定律建立温度的科学的定义；掌握第一定律对理想气体各种过程中能量转换规律的应用；要求学生从宏观（克劳修斯熵）到微观（玻耳兹曼熵）理解熵和熵增原理，理解热力学第二定律的统计意义，深刻认识第二定律所揭示的实际自然过程进行的方向性问题的实质。
二、课程内容绪论：热学的研究对象；热力学系统的宏观描述和微观描述；热学发展史。
第一章温度：平衡态及状态参量；温度；气体的物态方程。
第二章气体分子动理论的基本概念：物质的微观模型；理想气体的压强；温度的微观解释；范德瓦尔斯气体的压强。
第三章气体分子热运动速率和能量的统计分布律：气体分子的速率分布律；实验验证麦克斯韦速度分布率；玻尔兹曼分布律；能量按自由度均分原理。
第四章气体内的输运过程：气体分子的平均自由程；输运过程的宏观规律；输运过程的微观解释。
第五章热力学第一定律：热力学过程；功、内能和热量；热力学第一定律；气体的内能焦耳一汤姆孙实验；热力学第一定律对理想气体的应用；循环过程和卡诺循环。
第六章热力学第二定律：热力学第二定律及其微观意义；卡诺定理；热力学温标；应用卡诺定理的例子；熵；热力学第二定律的统计意义；熵增加原理。
《热学》课程教学大纲(本科)
Heat课程编号：01410037学分：4学时：56 （其中：课堂教学学时：56实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0 ）先修课程：高等数学、力学适用专业：物理学（师范）教材：《热学教程》，黄淑清编著，高等教育出版社2011年，第三版。
一、课程性质与课程目标：（一）课程性质热学是为物理系物理专业学生开设的基础必修课。
在教学计划中列为基础主干课程。
（二）课程目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握热学的基本概念和基本知识，熟悉热学理论的一些实际应用，培养学生分析和解决一般热学问题的能力。
本课程既为热力学与统计物理学等后续课程的学习打下基础，又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识。
二、课程内容与教学要求引言（一）课程内容热学的研究对象、热力学系统的宏观描述和微观描述、热力学的发展史（二）教学要求了解热学的研究对象和方法；了解热学在物理学中的地位、作用、发展简况；第一章温度（-）课程内容平衡态状态参量、热力学零定理和温度、温标的建立、理想气体状态方程。
（二）教学要求了解平衡态、状态参量理解温度；掌握气体状态方程理解热力学第零定律。
第二章热力学第一定律（-）课程内容热力学系统的过程、功、内能热量焦耳热功当量实验、热力学第一定律、理想气体的内能热容和烯、热力学第一定律对理想气体几种典型过程的应用、循环过程、技术上的循环实例（二）教学要求理解热力学过程、功；理解热量、热力学第一定律；理解热容量、焰、气体内能、焦耳一汤姆逊实验；掌握热力学第一定律对理想气体的应用；第三章热力学第二定律（一）课程内容热力学第二定律、实际宏观过程的不可逆性、卡诺循环、卡诺定理、热力学温标、燧与热力学第二定律、自由能（二）教学要求掌握卡诺循环。
掌握热力学第二定律，理解热现象过程的不可逆性；了解热力学第二定律的统计意义，掌握卡诺定理；理解热力学温标，掌握应用卡诺定理的例子；掌握端的物理概念及增增加原理。
第四章气体动理论（一）课程内容分子动理论的基本观点、分子力、理想气体的压强、温度的微观实质、气体分子按速率分布的实验测定及速率分布的数学表述、麦克斯韦速率分布律、麦克斯韦速度分布律、玻耳兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布、能量按自由度均分定理、理想气体的内能和摩尔热容、气体动理论和热力学定律（二）教学要求掌握气体分子的速率分布律；理解用分子射线实验验证麦氏速度分布律；理解玻尔兹曼分布律，重力场中微粒按高度的分布；理解能量按自由度均分定理。
《热学》课程教学大纲
《热学》课程教学大纲课程名称：热学课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：48学时3学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标《热学》是物理专业开设的一门主干专业基础课，也是专业核心课程。
通过本课程的学习，使学生系统掌握热学的基本概念和基本知识，建立起鲜明的物理图像，熟悉热学理论的一些实际应用，培养学生分析和解决一般热学问题的能力。
该课程主要包括热现象的宏观理论、热的微观理论以及在物性、相变过程中的综合应用等三块基本内容。
由于热学研究对象的普遍性和研究方法的特殊性,使它在物理学体系中和科技领域中都具有重要的地位和作用。
本课程既为《热力学与统计物理》、《量子力学》等专业核心课程打下基础，又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识。
其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：熟练掌握有关物质热运动的基本概念和基本规律，能运用所学的知识解释有关的热现象，并能够胜任中学有关热学知识的教学工作。
课程教学目标2：深刻理解物质各种热现象的微观本质。
有意识地培养学生的正确思维方法和辩证唯物主义世界观，使学生能够应用热学知识独立地解决今后中学物理教学中所遇到的一般问题。
课程教学目标3：了解统计规律的涵义及方法，理解统计规律在物理中的应用，让学生感受数学工具在物理学中的重要地位。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。
二、课程教学要求本课程以热力学的三个定律为核心，在此基础上讨论统计规律的特点及应用。
其内容有热力学、统计物理学、物性学三部分。
1．教学过程中要注意本课程与中学物理“热学”部分及后继课程“热力学与统计物理学”课程的分工与衔接，以免遗漏或不必要的重复。
2．要注意讲清本课程中的基本概念和基本规律。
在保持课程的科学性及系统性的基础上，应突出重点、难点。
《热学》教学大纲
《热学》教学大纲一、课程基本信息课程名称：热学课程类别：专业基础课课程学分：＿____课程总学时：＿____授课对象：＿____二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握热学的基本概念、基本规律和基本方法，了解热学在物理学中的地位和作用，培养学生的科学思维能力和创新能力，为后续课程的学习和从事相关领域的研究工作打下坚实的基础。
具体目标包括：1、使学生理解热学中的基本概念，如温度、热量、内能、熵等。
2、掌握热力学定律，包括热力学第一定律、热力学第二定律，并能够运用这些定律分析和解决实际问题。
3、了解气体动理论的基本内容，能够运用气体动理论解释气体的宏观性质。
4、培养学生的科学思维方法和创新能力，提高学生分析和解决问题的能力。
三、课程教学内容与要求（一）绪论1、热学的研究对象和研究方法介绍热学的研究对象，包括热现象的宏观规律和微观本质。
阐述热学的两种研究方法：热力学方法和统计物理学方法。
2、热学的发展简史简述热学发展的几个重要阶段，如热力学第一定律和第二定律的建立。
（二）温度1、平衡态与状态参量解释平衡态的概念和特点。
介绍描述系统状态的常用参量，如压强、体积、温度等。
2、温度的概念定义温度的概念，说明温度是表征物体冷热程度的物理量。
引入热力学温标和摄氏温标，并介绍它们之间的换算关系。
3、理想气体温标讲解理想气体温标的建立过程。
说明理想气体温标与热力学温标的一致性。
（三）热力学第一定律1、功、热量和内能介绍功的概念和计算方法。
解释热量的概念和热传递的方式。
定义内能的概念，说明内能是系统状态的函数。
2、热力学第一定律阐述热力学第一定律的内容和表达式。
举例说明热力学第一定律在实际问题中的应用。
3、热容定义热容的概念，介绍定容热容和定压热容。
推导理想气体的定容热容和定压热容的表达式。
（四）热力学第二定律1、热力学第二定律的两种表述介绍克劳修斯表述和开尔文表述。
说明两种表述的等价性。
2、卡诺定理讲解卡诺定理的内容和意义。
基基础础物物理理学学ⅡⅡ 热学
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§1-4 温度与温标 分别与第三个系统处于热平衡的两个系统,它们彼此也必 定处于热平衡. —— 热平衡的互通性 处于热平衡的两个系统，它们的温度必定相等.
§1-4 温度与温标
二.温标(temperature scale)
温标： 温度(高低的数值标定)的数值表示方法. 温标的三要素：
二.理想气体状态方程
气体系统处于平衡态时，可用p、V、T之间的函数关系表示， 称为气体状态方程． T f ( p,V ) 压强不太大，温度不太低时，气体遵从理想气体状态方程 (Clapeyron方程):
M
i
Mi
i
i
M
i
pV RT
M
RT
混合气体的总压强等于各气体的分压强之和.
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2
§1-1 物质结构的基本图像 例子： 1. 1 cm3的空气中包含有2.7×1019 个分子 2. 水和酒精的混合 3. 石墨与硅单晶材料表面的STM图像
石墨的表面 原子结构
§1-1 物质结构的基本图像 粗略认识： 1. 气体、液体、固体的扩散 水和墨水的混合 2. 布朗运动 相互压紧的金属板
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§1-5 状态方程的一般讨论
§1-6 气体的状态方程
二.描述物质状态变化性质的物理量
根据测量的可行性，引入如下物理量描述热力学系统状态变 化的基本性质. (1)体膨胀系数:
§1-6 气体的状态方程
一.理想气体
理想模型，宏观特征： 严格遵守Bolye定律、Charles定律、Gay-Lussac定律，且 其压强温度系数和体膨胀系数严格相等. 或：严格遵守Clapeyron方程的气体 实际气体多数情况下可近似为理想气体， 温度越高、压强越低，近似程度越好
热学教学大纲
热学教学大纲热学教学大纲热学是物理学中的一个重要分支，研究热量的传递、能量的转化以及热力学定律等内容。
在物理学的教学中，热学作为基础学科，对学生的科学素养和实践能力的培养具有重要意义。
因此，制定一份合理的热学教学大纲对于教学的有效进行至关重要。
首先，热学教学大纲应明确学习目标。
热学的学习目标可以分为知识目标和能力目标两个方面。
知识目标包括学生对热学基本概念、热传导、热辐射、热力学定律等方面的掌握和理解。
能力目标则包括学生对于热学实验的设计和进行、热学问题的分析和解决等实践能力的培养。
通过明确学习目标，可以帮助学生更好地理解学习内容的重要性和实际应用的意义。
其次，热学教学大纲应合理安排学习内容。
热学的学习内容可以分为基础理论和实验实践两个方面。
基础理论包括热学基本概念、热传导、热辐射、热力学定律等内容的学习。
实验实践则包括热学实验的设计和进行，通过实际操作来加深学生对热学知识的理解和应用能力的培养。
在安排学习内容时，应注重理论与实践的结合，使学生能够将所学的理论知识应用到实际问题的解决中。
第三，热学教学大纲应注重培养学生的实践能力。
热学作为一门实践性较强的学科，学生的实践能力是其学习的关键。
在教学中，应注重培养学生的实验设计和进行能力，引导学生通过实际操作来解决热学问题。
同时，还应注重培养学生的问题分析和解决能力，通过让学生参与到热学实验的设计和分析中，培养学生的科学思维和实践能力。
第四，热学教学大纲应充分利用教学资源。
在教学中，应充分利用各种教学资源来辅助教学，提高教学效果。
教学资源可以包括教材、多媒体教学课件、实验设备等。
通过合理利用教学资源，可以使学生更加直观地理解和掌握热学知识，提高学生的学习兴趣和学习效果。
最后，热学教学大纲应注重评估学生的学习效果。
通过对学生的学习效果进行评估，可以及时发现学生的问题和不足之处，为教学的调整和改进提供依据。
评估方式可以包括平时作业、实验报告、小组讨论等多种形式，通过多角度、多层次的评估，全面了解学生的学习情况。
《热学》教学大纲
《热学》课程教学大纲一、课程基本信息英文名称 Thermal Physics 课程代码 PHYS1002课程性质 专业必修课程 授课对象 物理学学 分 3学分 学 时 54学时主讲教师 修订日期 2021年9月指定教材 李椿等，热学（第3版）[M]， 北京：高等教育出版社，2015.二、课程目标（一）总体目标：让学生了解热力学和统计物理学的基本知识和基本概念，掌握由宏观的热力学定律和从物质的微观结构出发来研究宏观物体的热的性质的研究方法，了解宏观可测量量与微观量的关系以及如何把宏观规律与微观解释相联系的方法。
在教学中通过对热学相关问题的深入讨论、物理前沿课题、新技术应用的教学和讨论，强化学生对热学基本概念和基本原理的理解，使学生体会物理学思想及科学方法，更好地理解科学本质，形成辩证唯物主义世界观和科学的时空观，培养学生科学思维能力，分析问题和解决问题能力。
（二）课程目标：课程目标1：通过系统的学习热学的基本规律，让学生掌握物体内部热学的普遍规律，以及热运动对物体性质的影响。
课程目标2：体会该课程理论体系建立过程中的物理思想方法，培养学生模型建构、分析与综合、推理类比等科学思维方法，掌握研究宏观物体热性质的宏观描述方法(热力学)和微观描述方法(统计物理学)，为学习后续课程和独力解决实际问题打下必要的基础。
课程目标3：应用热学理论分析讨论固、液、气相变中的问题，适当介绍一些与本课程相关的前沿课题，培养学生科学探究能力。
课程目标4：通过学习和了解热学发展史、重大科学事件和物理学家故事等，体会物理学家的物理思想和科学精神，培养学生的爱国热情，探索未知、追求真理、永攀高峰的责任感和使命感。
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标对应课程内容对应毕业要求（及对应关系说明）课程目标1 第一章 温度第二章 气体分子动理论的基本概念第三章 气体分子热运动速率和能量的统计分布律第四章 气体内的输运过程第五章 热力学第一定律第六章 热力学第二定律第八章 液体第九章 相变7-2具有终身学习的意识，了解物理学前沿和物理教学领域及国际发展动态。
热学教学大纲
《热 学》课程教学大纲（中文）热 学课程 编号 01035028课程名称（英文）Thermal physics课 程 基 本 情 况 1．学分：4 学时：40 （课内学时：40 实验学时： ）2．课程性质：公共基础课3．适用专业：理科适用对象：本科4．先修课程：《高等数学》、《力学》5．首选教材：《普通物理学教程 热学》(第二版) 秦允豪编, 高等教育出版社参考教材1：《热学》李椿等 高教出版社参考教材2：《热学教程》李洪芳等 复旦大学出版社参考教材3：《费曼物理学讲义》(第1卷) [美]费恩曼等 著，郑永令，华宏鸣等 译，上海科学技术出版社参考教材4：《热学》（新概念物理教程）赵凯华等 高教出版社参考教材5：THE FEYNMAN LECTURES ON PHYSICS，R.P.Feynman R.B.Leighton M.Sands 上海科技出版社参考教材6：Fundamentals of Physics (7th Edition)_HALLIDAY RESNICK WALKER 参考教材7：Thermodynamics--an engineering approach (5th Edition)_YUNUS A.ÇENGEL, MICHAEL A. BOLES参考教材8：Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences (2nd Edition,Higher Education)_YUNUS A. ÇENGEL, ROBERT H. TURNER 参考教材9：Thermodynamics and Statistical Mechanics (热力学和统计力学)_Greiner, Neise, Stöcker_Springer (世界图书出版公司) 6．考核形式：考试（闭卷）7．教学环境：课堂、CAI课件、演示实验课 程 教 学 目 的 及 要 求 教学目的及要求：热学是研究物质与温度有关的性质和规律的物理学分支学科。
热学教学大纲
热学教学大纲第一部分：使用说明一、课程编号：二、课程性质与特点：热学是研究物质热运动及其有关性质和规律的学科。
热学课程主要讲授热力学基础、分子动理学理论、液体的性质及相变。
热学一般不考虑系统的机械运动，它研究的注意力指向系统内部，这是与经典力学不同的。
热力学是研究物质热运动的宏观理论，具有普适性与可靠性，适用于自然界的一切宏观系统。
分子动理学是在微观模型的假设下，利用力学规律和概率论研究物质热运动的微观理论，其结论要接受实验的检验。
热学现象与生活、生产及工程技术，与天文、气象、化学、生物、地质、地理等现象有着密切的联系，热学规律有着广泛的应用。
三、在专业教学计划中的地位和作用：热学是物理学专业的必修课程，是热力学与统计物理、固体物理等课程的重要基础。
通过热学课程的学习使学生掌握热学的基础知识、掌握热现象的分析方法，培养学生的科学思维方法，特别是学生的物理学思想，并为后继课程打好扎实的基础。
培养学生运用热学理论去分析物理现象，解决实际问题，以加深对物理规律的认识，活跃学生的思想，激发学生的学习兴趣，培养学生分析与解决实际问题的能力，提高学生的科学素质。
四、教学目的：建立巩固的热物理理论基础，掌握热学现象的分析方法，培养科学的思维方法，特别是物理学的思想，为后继课程打好基础。
注意运用物理理论去分析实际问题和物理现象，以加深对物理规律的理解和巩固，活跃学生的思想，激发学生的学习兴趣，培养学生分析与解决实际问题的能力。
引导学生开展问题的研究和讨论，加强科学素质的培养。
培养学生事实求是的科学态度和辩证唯物主义的世界观。
五、学时与学分本课程总计72学时，4学分，每周4学时。
六、教学方法：课堂讲授。
教师在传授知识时，应注意进行启发式教学。
应着重物理概念和物理思想的讲述，让学生学会提出问题、假设、解决问题的思路和关键，探其究竟，抓住重点。
课堂讨论。
引导和督促学生积极思考，主动探索，深入理解基本概念、原理和规律，培养学生独立思考能力、自学能力、分析问题、解决问题的能力和创造性思维能力。
热学教学大纲
《热学》课程教学大纲(Calorifics)课程编号：0530221160学时数：51 其中实验学时：0 课外学时：0学分数：3适用专业：物理（师范类）、应用物理一、课程的性质、目的和任务热学是物理学（师范类）以及应用物理学专业本科生的专业必修课程。
通过本课程的教学，学生能够掌握热学的基础概念、基础理论和基本技能：认识物质存在的状态，理解物质热运动的宏观物理量变化规律以及对应的微观图像，掌握温度和热的测量原理和方法，掌握相关的理论计算。
为学生进一步学习《热力学与统计物理学》等后继课程打下基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点本课程的基本要求是理解温度、热量以及分子动理论以及热力学的基本概念、基本原理和基本方法以及其应用。
总学时为51学时，主要内容如下：(A)－熟练掌握内容；(B)－正确理解内容；(C)－一般了解内容。
四、课程各教学环节的要求学生课后作业，思考题、计算题。
五、本课程与其它课程的联系先修课程：高等数学、力学；后续课程：热力学与统计物理学。
六、考核方式本课程为闭卷考试课程。
平时成绩根据作业、课堂讨论、出勤等项目占20％，期末考试占80％。
考试命题以“熟练掌握和正确理解”的内容为主。
七、教学参考书目《新概念物理－热学》，赵凯华，罗蔚茵，高等教育出版社，2005《热学》，张玉民，中国科学技术大学出版社，2001《现代热力学》，王季陶，复旦大学出版社，2010《热力学.统计物理》，汪志诚，高等教育出版社，2003（第三版）大纲编写人（签名）：吴炳俊/大纲审核人（签名）：谢冰/大纲批准人（签名）：何永玲/。
热学教学大纲
《热学》教学大纲课程类别：专业基础课程性质：必修英文名称：Thermal Physics总学时：48 讲授学时：48 实验（上机、设计、实训、见习等）学时：0 学分：3先修课程：力学、高等数学适用专业：物理学开课单位：物理科学与技术学院一、课程简介本课程为物理学专业一门专业基础课程，通过学习本课程，使学生掌握基本的与热相关的理论，主要包括宏观的热力学基础知识和微观的物质热运动的分子物理学。
内容包括热力学第一、第二定律，速度分布率，输运理论基础。
为进一步学习电磁学、原子物理学和热力学与统计物理学打下良好基础。
二、教学内容及基本要求第一章：绪论（1 学时）教学内容：1热学研究的对象和方法2热学发展简述教学要求：了解热学发展史。
授课方式：讲授+自学第二章：温度（4 学时）教学内容：1平衡态2温度3气体的物态方程教学要求：1了解热学的研究对象和研究方法；2掌握平衡态的概念，明确热力学平衡与机械平衡的区别与联系；3掌握温度的宏观含义、理想气体温标，理解经验温标对测温物质及其物理属性的依赖性；4掌握理想气体状态方程及其应用授课方式：讲授第三章：气体分子动理论的基本概念（7 学时）教学内容：1物质的微观模型2理想气体的压强3温度的微观解释4分子力5范德瓦耳斯气体的压强教学要求：1了解物质的分子结构模型2掌握理想气体及其压强的实质3掌握温度的微观实质及其对理想气体定律的推论4理解分子力的简化模型、分子力曲线及势能曲线5掌握范德瓦耳斯方程授课方式：讲授+演示第四章：气体分子热运动速率和能量的统计分布律（6 学时）教学内容：1气体分子的速率分布律2用分子射线实验验证麦克斯韦速度分布律3玻尔兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布4能量按自由度均分定理教学要求：1掌握麦克斯韦速率分布律2了解气体分子速率分布律的实验验证3掌握波尔兹曼分布律4掌握能量按自由度均分定理5掌握气体内能的微观意义授课方式：讲授+演示第五章：气体内的输运过程（5 学时）教学内容：1气体分子的平均自由程2输运过程的宏观规律3输运过程的微观解释教学要求：1掌握气体分子的碰撞频率与平均自由程的概念2了解输运过程的宏观规律3掌握输运过程的微观规律授课方式：讲授+演示第六章：热力学第一定律（12 学时）教学内容：1热力学过程2功3热量4热力学第一定律5热容焓6气体的内能焦耳-汤姆逊实验7热力学第一定律对理想气体的应用8循环过程和卡诺循环教学要求：1掌握热力学过程特别是准静态过程的概念2掌握准静态过程功的表达式及功的图示3掌握功、热量和内能概念的含义及三者间的区别4掌握热力学第一定律的意义及其数学表达式5理解热容量的定义6掌握应用热力学第一定律分析热力学过程的基本方法7掌握循环过程、卡诺循环及其效率授课方式：讲授+演示第七章：热力学第二定律（7 学时）教学内容：1热力学第二定律2热力学过程的不可逆性3热力学第二定律的统计意义4卡诺定理5热力学温标6应用卡诺定理的例子教学要求：1掌握热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述，理解两种表述的一致性；2掌握可逆过程及不可逆过程的概念及热力学第二定律的实质；3了解热力学第二定律的统计意义；4掌握卡诺定理及其意义；5理解热力学温标的定义及其与理想气体温标的关系。
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《热学》教学大纲英文名称：Calorifics授课专业：应用物理学学时：51学分：3开课学期：一年级下学期适用对象：应用物理学专业一、课程性质与任务热学是四年制本科应用物理学专业必修的专业基础课程。
本课程是普通物理学的一个重要组成部分，是研究热现象、热本质及热力学基本定律的基础学科。
通过本课程的教学，应使学生掌握热学的基础理论、基础知识和基本技能；认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法；了解温度和热的测量原理和方法；明确热力学和分子运动论的基本原理。
为学生进一步学习《热力学与统计物理学》、《固体物理》等后继课程打下良好的基础。
并通过对热学发展史上某些重大的发现和发明的介绍，使学生了解物理学思想和实验方法，培养学生的辩证唯物主义世界观，使学生获得科学方法论上的教益。
二、课程教学的基本要求在教学中，通过课堂讲授、实验（另计学时）、习题课和课程讨论等教学方式，阐明热学的基本概念、规律和研究方法，并结合科学研究和生产实际穿插介绍热学的最新研究成果及应用实例，以达到预期的教学目的。
在教学过程中重视理论联系实际，从而处理好：定性与定量、理论体系与实验方法、基础理论与近代科学成就等之间的关系。
在教学中要注重培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
进一步提高科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等科学素质。
三、课程教学内容第一章导论（8学时）第二章分子动理学理论的平衡态理论（8学时）第三章输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论（6学时）第四章热力学第一定律(10学时)第五章热力学第二定律与熵(10学时)第六章物态和相变(6学时)四、教学重点、难点：教学重点：平衡态、物态方程、热力学第零定律、理想气体压强公式及分子平均平动动能、麦克斯韦分布函数、平均速率、方均根速率、最概然速率、自由度、能量均分定理、碰撞截面、平均碰撞频率、平均自由程、准静态过程、功和热量、内能、热力学第一定律及其应用、卡诺循环和卡诺热机的效率、热力学第二定律、卡诺定理、熵和熵增加原理、液体表面张力、弯曲液面的附加压强、相变、汽化和凝结。
教学难点：分子间相互作用势能、范德瓦尔斯方程、概率分布函数、速度空间、麦克斯韦速度分布、气体粘性系数和导热系数和扩散系数的导出及它们与温度、压强的关系、定体热容、定压热容、焓的物理意义、温—熵图、熵的微观意义、真实气体等温线。
五、教学时数分配：教学时数51学时，其中理论讲授51学时。
（具体安排见附表）六、教学方式：1、热学是应用物理专业的一门专业基础课，在教学过程中要强调物质运动形式的多样性与各种规律及其研究方法的特殊性。
在学习分子动理论时要特别强调由大量分子构成的系统所遵从的统计规律的特点，培养学生的辩证思维。
2、在本课程的教学过程中，应针对大学新生普遍对大学的教法不适应，且自学能力教差等情况，对学生进行学习方法的指导，培养学生的自学能力。
3、为了培养学生分析问题和解决问题的能力，本课程应讲解适当的例题和安排一定的习题课，使学生学会正确地运用所学知识解决实际问题，同时要布置适量的习题和思考题，引导学生深入钻研物理概念，牢固掌握基础知识。
4、热学是建立在实验基础上的一门科学，要充分重视理论的实验基础，防止忽视实验的纯推理倾向，同时要始终贯彻理论来自实践又高于实践，通过实验反复检验理论并发展理论的思想。
5. 充分利用多媒体教学手段，注意在教学过程中使用电子教案与黑板的结合，并在课堂教学中注重启发式教学，组织课堂讨论、课堂提问等。
七、本课程与其它课程的关系：1.本课程必要的先修课程：力学、高等数学。
2.本课程的后续课程：热力学与统计物理学、固体物理。
八、考核方式：本课程考核方式为考试，成绩评定采用百分制。
本课程成绩采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定，最终成绩由以下二个部分组成：第一部分：期末考试成绩占总成绩的70％；第二部分：作业成绩及平时检测占总成绩的30％。
九、教材及教学参考书：主教材：秦允豪编.普通物理学教程〃热学（第二版）.北京：高等教育出版社，2004.参考书：1、李椿等编.热学（第二版）.北京：高等教育出版社，2008.2、赵凯华等编.新概念物理教程〃热学.北京：高等教育出版社，1998.第一章导论（8学时）：一、教学要求：了解热物理学的两种描述方法。
理解热力学系统的平衡态，掌握判别是否处于平衡态的方法。
熟练掌握理想气体的物态方程。
掌握热力学第零定律及温度的概念，知道温标是温度的数值表示法。
了解摄氏温标、理想气体温标和热力学温标。
理解物质的微观模型。
了解布朗运动和涨落现象。
理解理想气体的微观模型、温度的微观意义。
熟练掌握理想气体压强公式和理想气体分子热运动平均平动动能公式。
了解分子间作用力曲线和分子间互作用势能曲线。
理解范德瓦尔斯方程。
二、教学要点：1. 宏观描述方法与微观描述方法1－1 热学的研究对象及其特点1－2宏观描述方法与微观描述方法2.热力学系统的平衡态2－1 热力学系统2－2 平衡态和非平衡态2－3 热力学平衡3. 温度3－1 温度3－2 热力学第零定律3－3 温标4.物态方程4－1 物态方程4－2 体膨胀系数、压缩系数、压强系数热膨胀现象4－3 理想气体物态方程4－4 混合理想气体物态方程5.物质的微观模型5－1 物质有大数分子组成5－2 分子热运动的例证5－3 分子间的吸引力和排斥力6. 理想气体微观模型的初级理论6－1 理想气体微观模型6－2 碰壁数6－3 理想气体压强公式6－4 温度的微观意义7.分子间作用力势能与真实气体状态方程7－1 分子间互作用势能曲线7－2 分子碰撞有效直径、固体分子热振动、固体热膨胀7－3 范德瓦耳斯方程三、重点、难点重点：平衡态、物态方程、热力学第零定律、碰壁数、理想气体压强公式及分子平均平动动能。
难点：分子间相互作用势能、范德瓦尔斯方程。
四、思考题1.3.9 1.4.5 1.6.3 1.6.4 1.6.9 1.7.4第二章分子动理学理论的平衡态理论（8学时）一、教学要求了解分子动理论的特点。
掌握概率的基本性质和求平均值的基本方法，理解概率分布函数。
掌握麦克斯韦速率分布函数，熟练掌握平均速率、方均根速率和最概然速率。
理解速度空间概念，掌握麦克斯韦速度分布。
理解等温大气压强公式。
理解自由度与自由度数，掌握能量均分定理。
二、教学要点：1.分子动理学理论与统计物理学2.概率论的基本知识2－1 伽尔顿板实验2－2 等概率性与概率的基本性质2－3 平均值及其运算法则2－4 均方偏差2－5 概率分布函数3.麦克斯韦速率分布3－1 分子射线束实验3－2 麦克斯韦速率分布4.麦克斯韦速度分布4－1 速度空间4－2 麦克斯韦速度分布4－3 相对于vP的速度分量分布与速率分布4－4 从麦克斯韦速度分布导出速率分布5.气体分子碰壁数及其应用5－1 由麦克斯韦速度分布导出气体分子碰壁数及气体压强公式6.外力场中自由粒子的分布玻尔兹曼分布6－1 等温大气压强公式6－2 旋转体中粒子径向分布6－3 玻尔兹曼分布7.能量均分定理7－1 理想气体热容7－2 自由度与自由度数7－3 能量均分定理7－6 能量均分定理的局限7－7 固体的热容三、重点、难点重点：麦克斯韦分布函数、平均速率、方均根速率、最概然速率、等温大气压强分布、自由度、能量均分定理。
难点：概率分布函数、速度空间、麦克斯韦速度分布四、思考题2.2.2 2.3.1 2.3.5 2.5.4 2.6.2 2.6.6 2.7.3第三章输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论（6学时）一、教学要求了解牛顿粘滞定律、气体粘性微观机理、泊肃叶定律和斯托克斯定律。
了解斐克定律、气体热传导微观机理。
了解傅里叶定律、气体热传导微观机理。
理解碰撞(散射)截面、刚性分子碰撞截面公式。
掌握气体分子间平均碰撞频率和分子平均自由程公式。
了解气体粘性系数、气体导热系数、气体扩散系数的导出以及它们与温度、压强的关系。
了解真空概念、稀薄气体中的热传导现象。
二、教学要点：1.黏性现象的宏观规律1－1 牛顿黏性定律层流1－2 泊肃叶定律1－3 斯托克斯定律2.扩散现象的宏观规律2－1 菲克定律3.热传导现象的宏观规律3－1 傅立叶定律3－2 热欧姆定律5.对流传热5－1 自然对流5－2 牛顿冷却定律6.气体分子平均自由程6－1 碰撞截面6－2 分子间平均碰撞频率6－3 气体分子间相对运动速率分布6－4 气体分子平均自由程7.气体分子碰撞的概率分布7－1 气体分子的自由程分布8.气体输送系数的导出8－1 气体黏性系数的导出8－2 气体热传导系数和扩散系数8－3 与实验结果的比较9.稀薄气体中的输送过程9－1 稀薄气体的特征9－2 稀薄气体中的热传导现象三、重点、难点重点：输送现象的宏观规律、碰撞截面、平均碰撞频率、平均自由程。
难点：气体粘性系数、导热系数、扩散系数的导出及它们与温度、压强的关系。
四、思考题3.1.3 3.3.1 3.6.2 3.6.4 3.7.2 3.9.4第四章热力学第一定律（10学时）一、教学要求理解准静态过程、可逆与不可逆过程。
理解功和热量。
熟练掌握准静态过程的功及在P－V图上的表示。
理解内能是态函数。
掌握热力学第一定律。
理解定体热容、定压热容、焓的定义和焓的物理意义。
熟练掌握热力学第一定律对理想气体的等体、等压、等温、绝热及多方过程的应用。
理解热机的效率。
掌握卡诺循环和卡诺热机的效率。
了解致冷机的致冷系数、卡诺致冷机的致冷系数和焦耳－汤姆孙效应。
二、教学要点：1.可逆与不可逆过程1－1 准静态过程1－3 可逆和不可逆过程2.功与热量2－1 功是力学相互作用的能量转移2－2 体积膨胀功2－3 其他形式的功2－4 热量和热质说3.热力学第一定律3－1 能量守恒与转换定律3－2 内能定理4.热容与焓4－1 定体热容与内能4－2 定压热容与焓5.第一定律对气体的应用5－1 理想气体内能焦耳实验5－2 理想气体的等体、等压、等温过程5－3 绝热过程5－4 大气温度绝热递减率5－6 多方过程6.热机6－1 热机蒸汽机6－2 卡诺热机6－3 内燃机循环7.焦耳－汤姆孙效应与制冷机7－1 制冷循环与制冷系数7－2 焦耳－汤姆孙效应7－3 气体压缩式制冷机7－4 热泵型空调器三、重点、难点重点：准静态过程、功和热量、内能、热力学第一定律及其应用、卡诺循环和卡诺热机的效率。
难点：定体热容、定压热容、焓的物理意义。
四、思考题4.2.2 4.4.6 4.5.7 4.5.12 4.6.1 4.6.4 4.7.1第五章热力学第二定律与熵（10学时）一、教学要求掌握热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述及两种表述的等效性, 利用四种不可逆因素判别可逆与不可逆。
理解热力学第二定律的实质。
掌握卡诺定理及卡诺定理对提高热机效率的指导意义。