热力学与统计物理学课程标准

12 学时。
序 号
课程内容
理论教学 课
教学方式 时
手段 数
课内实践教学 课
教学方式 时
手段 数
课时 小计 备注
1
热力学的基本规律
6
讲授
习题课
6
2
均匀物质的热力学
Fra Baidu bibliotek
6
讲授
2 习题课
8
3
单元系相变
6
多元系的复相平衡 热力学第
4
三定律
4
讲授 讲授
习题课
6
4
5 近独立粒子的最概然分布
8
讲授
2 习题课
10
6
玻耳兹曼统计
（8）热力学第三定律。 3.本章重难点 （1）本章重点是多元系的热力学函数和热力学方程、吉布斯相律； （2）本章难点是热力学第三定律。 第六章 近独立粒子的最概然分布 1.目的要求 本章是统计物理的基础内容,是学好后续章节的根本，应作为重点内容讲授，重点掌握 粒子和系统运动状态的描述、分布与微观态的关系、三种分布。将等概率原理作为自学内容。 2.教学内容 （1）粒子运动状态的经典描述； （2）粒子运动状态的量子描述； （3）系统微观运动状态的描述； （4）等概率原理； （5）分布和微观状态； （6）玻耳兹曼分布； （7）玻色分布和费米分布； （8）三种分布的关系。 3.本章重难点 （1）本章重点是分布和微观状态的关系、玻耳兹曼分布、玻色分布和费米分布； （2）本章难点是分布和微观状态的关系，熟练掌握玻耳兹曼分布、玻色分布和费米分 布以及三种分布的关系。 第七章 玻耳兹曼统计 1.目的要求
4
本章是热力学与统计物理的重点内容,是统计物理的核心章节，以玻耳兹曼分布为基础 重点掌握热力学量的统计表达式、统计物理处理问题的方法、玻耳兹曼统计的广泛应用。删 去顺磁性固体、负温度状态两节，将理想气体的熵作为自学内容。
方法。为今后从事中学物理教学工作以及有关热现象的科学研究和技术工作打下坚实的基
础。
二、课时分配
按照课程建设的总体要求，本着“先进、有效、有用”的原则，按照删、并、减、增、
留的“五字方针”对物理学（师范本科）专业的重要基础理论主干课程《热力学与统计物理》
进行认真整合与重构，在此基础上编写出 54 学时的教学大纲，其中讲课 42 学时，习题课
2
2.教学内容 （1）内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分； （2）麦克斯韦关系的简单应用； （3）气体的节流过程和绝热膨胀过程； （4）基本热力学函数的确定； （5）特性函数； （6）热平衡辐射的热力学理论； （7）磁介质的热力学； *（8）低温的获得。 3.本章重难点 （1）本章重点是特性函数及其基本微分方程和麦克斯韦关系； （2）本章难点是特性函数及其基本微分方程和麦克斯韦关系的应用。 第三章 单元系的相变 1.目的要求 本章是热力学与统计物理较为重点的内容。以开放的热力学基本方程为基础，重点讲授 单元系的复相平衡条件和平衡性质等内容，删去临界现象和临界指数、朗道连续相变理论两 节，将临界点和气液两相的转变作为自学内容。 2.教学内容 （1）热动平衡判据； （2）开系的热力学基本方程； （3）单元系的复相平衡条件； （4）单元复相系的平衡性质； （5）临界点和气液两相的转变； （6）液滴的形成； （7）相变的分类； *（8）临界现象和临界指数； *（9）朗道连续相变理论。 3.本章重难点 （1）本章重点是开系的热力学基本方程、单元系的复相平衡条件和平衡性质； （2）本章难点是液滴的形成、二级相变。 第四章 多元系的复相平衡和化学平衡 热力学第三定律 1.目的要求
3
本章是热力学与统计物理中非重点的内容,以多元系的热力学函数和热力学方程为基础 重点讲授多元系的复相平衡条件、吉布斯相律、热力学第三定律等内容，删去化学平衡条件 和理想气体的化学平衡两节，将二元系相图举例和混合理想气体的性质作为自学内容。
2.教学内容 （1）多元系的热力学函数和热力学方程； （2）多元系的复相平衡条件； （3）吉布斯相律； （4）二元系相图举例； *（5）化学平衡条件； *（6）混合理想气体的性质； *（7）理想气体的化学平衡；
8
讲授
2 习题课
10
7
玻色统计和费米统计
8
讲授
2 习题课
10
1
三、课程教学目的要求及教学内容 第一章 热力学的基本规律 1.目的要求 本章是热力学与统计物理学的基础，以热力学第一定律、热力学第二定律和热力学基本 方程为重点讲授内容；将热力学系统的平衡态及其描述、平衡定律和温度、物态方程、准静 态功、热力学第一定律、热容量和焓、理想气体的内能、绝热过程、卡诺循环、热力学第二 定律作为自学内容复习带过，这些内容在热学中都已学过。 2.教学内容 （1）热力学系统的平衡态及其描述； （2）热平衡定律和温度； （3）物态方程； （4）功； （5）热力学第一定律； （6）热容量和焓； （7）理想气体的内能 （8）绝热过程 （9）卡诺循环； （10）热力学第二定律； （11）卡诺定理 （12）热力学温标； （13）克劳修斯等式和不等式； （14）熵和热力学基本方程； （15）理想气体的熵； （16）热力学第二定律的普遍表述； （17）熵增加原理的简单应用； （18）自由能和吉布斯函数。 3.本章重难点 （1）本章重点是热力学第二定律和热力学基本方程；内能、焓、熵、自由能和吉布斯 函数； （2）本章无难点。 第二章 均匀物质的热力学性质 1.目的要求 本章是热力学与统计物理的重点内容。以特性函数及其基本微分方程和麦克斯韦关系为 重点讲授内容，删去低温的获得一节，将气体的节流过程和绝热膨胀过程作为自学内容。
《热力学与统计物理学》课程标准
Thermodynamics and Statistical Physics
课程编号：070114310
适用专业：物理学（师范类本科）
学 时 数：54
学 分 数：3
教学方法：讲授为主
先修课程及相关课程：高等数学、普通物理等
执笔者：彭昌宁 编写日期：2011 年 9 月
一、课程性质和教育目标
热力学与统计物理是为物理学专业学生开设的一门重要基础理论课，是物理学专业主要
骨干课程即理论物理学的四大分支之一，在教学计划中列为专业主干必修课程（平台课）。
通过本课程的学习，使学生对热学理论的认识进一步深化。特别是建立在微观理论上的统计
物理学，将帮助学生了解大量粒子所构成的系统的统计规律性，并掌握分析这类系统的有效