力學(xué)教學(xué)大綱

1、熱學(xué)教學(xué)大綱課程編號(hào)：06407205一、課程性質(zhì)、目的及開課對(duì)象（一）課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課（二）教學(xué)目的：本課程為高等師范院校四年制物理專業(yè)的基礎(chǔ)理論課，是研究熱現(xiàn)象的理論。通過本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生初步掌握熱學(xué)的基本概念、物質(zhì)宏觀性質(zhì)的唯象理論，了解用分子動(dòng)理學(xué)理論處理問題的方法。為了適應(yīng)教育改革深化的需要，本大綱在教學(xué)環(huán)節(jié)安排上對(duì)下列幾方面給予重視：（1）如何提高學(xué)生的能力水平。 （2）如何反映學(xué)科的發(fā)展。 （3）如何有利于學(xué)生自學(xué)。本大綱以學(xué)習(xí)氣體的平衡態(tài)內(nèi)容為主，并對(duì)氣體內(nèi)的輸運(yùn)過程，固體、液體的性質(zhì)，相變等內(nèi)容也作了適當(dāng)?shù)挠懻?。（三）開課對(duì)象：物理系物理學(xué)專業(yè)本科生。二、先修課程高等

2、數(shù)學(xué) 力學(xué)三、教學(xué)方法與考核方式（一）教學(xué)方法：講授式、啟發(fā)式、討論式和問題研究式 （二）考核方式：考試四、學(xué)時(shí)數(shù)分配總學(xué)時(shí)：54學(xué)時(shí)，其中課程44學(xué)時(shí)，習(xí)題課10學(xué)時(shí)，大綱中帶*號(hào)的內(nèi)容不是必講的，未計(jì)入學(xué)時(shí)之內(nèi)。五、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)第一章 導(dǎo)論（10學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：1.1 宏觀描述方法與微觀描述方法1.2 熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)1.3 物態(tài)方程1.4 溫度與溫度計(jì)1.5 物質(zhì)的微觀模型1.6 理想氣體微觀描述的初級(jí)理論1.7 分子間作用力勢(shì)能與真實(shí)氣體狀態(tài)方程習(xí)題（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：平衡態(tài) 溫度 溫標(biāo) 理想氣體狀態(tài)方程 理想氣體微觀描述學(xué)生掌握要點(diǎn)：1、掌握熱學(xué)的兩種描述方法。2、理解熱力學(xué)平衡

3、態(tài)、狀態(tài)參量的概念，明確熱力學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。3、掌握理想氣體狀態(tài)方程及其推導(dǎo)過程，并能熟練應(yīng)用它解決有關(guān)問題。4、理解溫度的概念，掌握幾種不同的溫標(biāo)和它們之間的換算關(guān)系。5、理解物質(zhì)的微觀模型。6、理解理想氣體的微觀模型；掌握理想氣體的壓強(qiáng)公式及其統(tǒng)計(jì)意義；掌握理想氣體平均平動(dòng)動(dòng)能的公式，理解溫度的統(tǒng)計(jì)意義。7、 掌握分子間作用力勢(shì)能與真實(shí)氣體物態(tài)方程。 第二章 分子動(dòng)理學(xué)理論的平衡態(tài)理論（10學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容： *2.1分子動(dòng)理學(xué)理論與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)2.2 概率論的基本知識(shí)2.3 麥克斯韋速率分布*2.4 麥克斯韋速度分布*2.5 氣體分子碰壁數(shù)及其應(yīng)用2.6 外力場(chǎng)中自由粒子的分布 玻爾茲

4、曼分布2.7 能量均分定理習(xí)題（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)： 麥克斯韋速率分布律 玻爾茲曼分布律 能量均分定理學(xué)生掌握要點(diǎn)：1、了解概率論的基本知識(shí)。2、明確速率分布函數(shù)的定義式；能正確表述麥克斯韋速率分布率的內(nèi)容，記住麥克斯韋速率分布函數(shù)的具體形式；理解麥克斯韋速率分布曲線；曲線下總面積的物理意義；速率間隔為dv的一條狹長(zhǎng)條面積的物理意義；掌握最可幾速率、平均速率和方均根速率的計(jì)算公式及其物理意義。3、理解玻爾茲曼分布率的內(nèi)容；掌握重力場(chǎng)中微粒按高度的分布規(guī)律。4、掌握自由度的概念，并能判定所給具體氣體分子的自由度數(shù)；掌握能量按自由度均分定理，明確該定律的適用范圍，并能應(yīng)用該定理計(jì)算理想氣體的內(nèi)能及熱

5、容。第三章 輸運(yùn)現(xiàn)象與分子動(dòng)理學(xué)理論的非平衡態(tài)理論（4學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：3.1 黏性現(xiàn)象的宏觀規(guī)律3.2 擴(kuò)散現(xiàn)象的宏觀規(guī)律3.3 熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的宏觀規(guī)律*3.4 輻射傳熱*3.5 對(duì)流傳熱3.6 氣體分子平均自由程*3.7 氣體分子碰撞的概率分布*3.8 氣體輸運(yùn)系數(shù)的導(dǎo)出*3.9 稀薄氣體中的輸運(yùn)過程重點(diǎn)難點(diǎn)：平均自由程 三種輸運(yùn)現(xiàn)象的宏觀規(guī)律學(xué)生掌握要點(diǎn)： 1、定性了解氣體內(nèi)三種輸運(yùn)過程的宏觀規(guī)律及其微觀本質(zhì)2、理解平均碰撞頻率、平均自由程及分子有效直徑的概念；掌握這兩個(gè)量的計(jì)算。第四章 熱力學(xué)第一定律（14學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：4.1 可逆與不可逆過程4.2 功和熱量4.3 熱力學(xué)第一定律4.4

6、 熱容與焓4.5 第一定律對(duì)氣體的應(yīng)用4.6 熱機(jī)4.7 焦耳湯姆孫效應(yīng)與制冷機(jī)習(xí)題（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：功 內(nèi)能 熱容與焓 熱力學(xué)第一定律 卡諾循環(huán)學(xué)生掌握要點(diǎn)： 1、理解可逆與不可逆過程的含義。2、確切理解功和熱量的區(qū)別和聯(lián)系，明確功和熱量都是過程量；掌握準(zhǔn)靜態(tài)過程中功的計(jì)算方法。 3、掌握熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容并理解其實(shí)質(zhì)。4、掌握氣體的定容和定壓摩爾熱容量的定義及其應(yīng)用；掌握邁耶公式及物理意義，比熱容比（即絕熱指數(shù)）值。5、能熟練地應(yīng)用熱力學(xué)第一定律去計(jì)算理想氣體等容過程、等壓過程、等溫過程及絕熱過程中功、熱量和內(nèi)能的變化。6、掌握循環(huán)過程和卡諾循環(huán)的定義。熟練掌握以理想氣體為工作物質(zhì)作準(zhǔn)

7、靜態(tài)循環(huán)的熱機(jī)效率及制冷系數(shù)的計(jì)算方法、卡諾循環(huán)的效率及逆向卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)的計(jì)算方法。7、了解焦耳湯姆孫效應(yīng)。第五章 熱力學(xué)第二定律與熵（8學(xué)時(shí)） 主要內(nèi)容：5.1 熱力學(xué)第二定律的表述及其實(shí)質(zhì)5.2 卡諾定理5.3 熵與熵增加原理習(xí)題（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：熱力學(xué)第二定律 熵與熵增加原理學(xué)生掌握要點(diǎn)：1、掌握熱力學(xué)第二定律的開爾文表述和克勞修斯表述以及這兩種表述的等效性。2、理解卡諾定理的內(nèi)容及意義。3、掌握熵與熵增加原理。第六章 物態(tài)與相變 （8學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：6.1 物質(zhì)的五種物態(tài)*6.2 液體6.3 液體的表面現(xiàn)象6.4 氣液相變6.5 固液、固氣相變 相圖習(xí)題（2學(xué)時(shí)）重點(diǎn)難點(diǎn)：晶體的宏觀特征及微觀結(jié)構(gòu) 液體的表面現(xiàn)象 氣液相變學(xué)生掌握要點(diǎn)：1、掌握晶體的宏觀特性和微觀結(jié)構(gòu)，了解晶體的宏觀特性的微觀解釋；了解晶體中粒子的熱運(yùn)動(dòng)情況。2、了解液體分子的排列情況和熱運(yùn)動(dòng)的情況。3、掌握液體的表面性質(zhì)。4、了解單元系一級(jí)相變的普遍特征。5、掌握氣液相變、固液相變、固氣相變的過程和相變曲線的特點(diǎn)。6、掌握克拉伯龍方程，并能應(yīng)用它解決有關(guān)問題。六、教材與教參（一）教材：秦允豪.熱學(xué)（第二版）. 高等教育出版社，2004（二）教學(xué)參考