材料热力学与动力学

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第一篇:材料热力学与动力学

材料热力学与动力学

参考书目:1.<> Peter Atkins , Julio de Paula.Oxford University Press 2002.2.<> William F.Smith 2006.3.<>WilliamD.Callister2009.※1.Cp为什么是个常数?(材料结构、德拜公式、量子力学)[注:此题老师不止两次提到,有可能是考题哦] 练习题1 1.How to get microstructure picture and how to understand them.1)扫描电子显微镜(SEM),通过细聚焦电子束在样品表面扫描激发出的各种物理信号来调制成像的显微分析技术。

应用:形貌分析(显微组织、断口形貌、三维立体形态)

2)透射电子显微镜(TEM),是采用透过薄膜样品的电子束成像来显示样品内部组织形态与结构。

应用:形貌分析(显微组织和晶体缺陷)

3)X射线衍射(XRD),利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷(位错等)、不同结构相的含量及内应力的方法。应用:点阵常数的测定、晶体对称性的测定

4)电子探针(EPMA)利用聚焦的很细的电子束打在样品的微观区域,激发出样品该区域的特征X射线。

应用:微区毫米范围显微结构分析。

纵坐标表示衍射强度,横坐标2θ表示衍射方向(衍射线在空间分布的方位)2.From the OM(Optics Microscope光学显微镜)pictures of a kinds of steel and an ordinary piece of china ,you can derive what kinds of information ,please list that and make a short discussion.钢铁材料的显微组织根据含碳量的不同各有不同,相同含碳量在不同温度下的组织也有所不同。含碳量为0.77%的钢称为共析钢;含碳量低于0.77%的钢称为亚共析钢;含碳量为0.77~2.11%的钢称为过共析钢;含碳量高于2.11%的称为铸铁。不同含碳量和合金成分的钢或铸铁,其显微组织各不相同。同一成分的钢或铸铁,经过不同的金属热处理后也具有不同的显微组织。不同的显微组织具有不同的性能,因此钢铁可以通过热处理获得不同的性能。钢铁显微组织分析是研究钢铁和评定钢铁制品质量的重要手段。

普通陶瓷材料经过光学显微镜观察表面有气孔、金相、玻璃相 4.How to link microstructure with processing?

5.In your opinion ,how to deal with the solid state materials microstructure evolution is helpful to you work? 细晶强化:通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。方法:增加过冷度、变质处理、振动与搅拌、对于冷变形的金属可以通过控制变形度、退火温度来细化晶粒。

固溶强化:融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使滑移难以进行,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。

加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力等。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。第二相强化:复相合金与单相合金相比,除基体相以外,还有第二相存在。当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时,将会产生显著的强化作用,这种强化作用称为第二相强化。第二相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用,阻碍了位错运动,提高了合金的变形抗力。

时效强化:合金元素经固溶处理后,获得过饱和固溶体。在随后的室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起强度,硬度以及物理和化学性能的显著变化,这一过程被称为时效。

6.For a piece of Alumina ceramics(氧化铝陶瓷),using which ways to get needed microstructure picture and from that to understand its structure development ,property specialty and control factors ,etc.金相显微镜,扫描电镜观察组织形貌。

电熔刚玉由于经过熔融工艺加工过程,因此一次晶体较大,一般较烧结a_A1203大几倍甚至几百倍;硬度高;脆性大;晶体边界尖锐。烧结a-A1203具有晶界圆滑及高硬度的特点,它的颗粒由大量细小微晶团聚而成。由烧结法制备的a_A1203粉体,其显微结构随烧结温度、添加剂、气氛等条件的改变而改变。

Advice Reading 1.Considering standard china and its processing.从毛坯到产品,陶瓷材料需要二次加工,但由于硬脆特性,陶瓷的加工性比多属材料困难得多,因此需要开发优质高效的陶瓷加工新工艺新技术。先进陶瓷的加工,涉及到陶瓷材料的性能,加工技术,检测,连结和涂覆等许多方面。2.Discuss about the formation process of the tricalcium silicate(硅酸三钙).3.Review about the iron-carbon phase and its application(7个区域).铁碳合金相图是研究钢铁的重要理论基础,它反映了平衡状态下铁碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系。铁碳相图是制定各种热加工及热处理工艺的依据,利用它还可以分析钢铁材料的性能,从而作为选材的理沦根据,它是学习铁碳合金的一个重要工具。

铁碳相图的应用可归纳为以下几个方面: 第一个方面(1.估算碳钢和铸铁铸造熔化加热温度)

是对已确定了化学成分的铁碳合金.参照铁碳相图选择热加工工艺方法。例如45钢在800℃以上温度范围内处于塑性极好的单相奥氏体区,故它可在此温度以上的区域进行锻造加工,以获得所需要的外观形态及内部组织形态。而含碳量在2.11 %以上的铁碳合金,无论加热到什么温度也无法获得塑性良好的单相组织状态。因此,无法使用锻造加工方法进行成型加工,然而,它们的熔点却明显低于含碳量为2.11%以下的其它合金。因此,它们更适宜采用铸造加工工艺。第二方面(2.估算碳钢锻造加热温度)

在选材的过程中,可通过对不同化学成分的合金在室温时组织结构的分析,大致获得这些不同化学成分的合金在性能上的差异,然后再依据零件的服役条件和性能要求选择适宜的材料。例如,铁碳合金随着含碳量的提高,渗碳体的数量不仅越来越多,而且它的形态也在逐渐变化,进而导致机械性能规律性变化。第三方面(3.估算热处理加热温度)

是铁碳相图与热处理工艺有着十分密切的联系。例如,淬火是强化钢材的重要手段之一。它是通过使过冷奥氏体转变为马氏体而实现的。结合铁碳相图,我们便可知道为什么不同的钢材(特别是指含碳量不同的钢材)应选择不同的淬火加热温度,亚共析钢的正确淬火加热温度应为Ac3以上30 – 50℃。(4.确定碳含量己知的合金在仟意温度下的平衡状态)(5.分析碳钢和铸铁的平衡相变过程及室温平衡组织)

(1)由铁碳相图可知,含碳量小于2.11%的铁碳合金在较高温度下可得到单相奥氏体,即AESG 区,利用奥氏体的塑性好、变形抗力小,碳钢锻造时易于成形。

第二篇:化学热力学动力学总结(写写帮整理)

化学热力学动力学总结

大学《普通化学》的学习让我们认识到了高中化学与大学化学的不同之处,虽说机械专业对化学的学习只要求认识,但化学这一自然科学的学习对材料科学还是有很大的帮助的,因此我们还是要了解相关知识的。

同时我们还应能够去适应大学的化学,毕竟大学的更深入,理论性更强,分类也多了,一大堆理论。总结就是,高中学的是一些浅显的结论及简单的原理知识,大学将更深层次地学习这些结论,以及结论怎么得到的,更加严谨,符号也不同了,尤其是对高数知识的应用。

以下内容就是我对学完化学热化学及化学反应的基本原理的总结,主要着手于对热力学和动力学的认识及其重点知识和如何解决实际问题所述。热力学和动力学的认识

热力学是要了解化学反应进行的方向还有最大限度以及外界条件对平衡的影响,动力学则是了解反应进行的速率以及中间的历程,就是常说的反应机理。最大的特点热力学不考虑时间,只考虑化学反应始末状态,动力学就要考虑时间。<热力学>

从能量转化观点研究物质的热性质,揭示能量从一种形式转化为另一种形式时所遵从的宏观规律。热力学三定律是热化学的基础。

化学的热力学就是将热力学的原理应用于化学变化。化学的热力学必须研究解决的问题是 方向性问题:反应能否自发进行;化学平衡问题:给定条件下,有多少反应物最大限度转化为产物。一句话,化学热力学只回答反应的可能性问题。化学热力学的特点是: i.ii.iii.研究对象为大量分子的集合体,研究宏观物质,具有统计意义。只考虑变化前后的净结果,不考虑物质的微观结构和反应机理。能判断变化能否自发进行以及进行到什么程度,但不考虑所需时间。

化学热化学的局限性:不知道机理 速率和微观性质;只讲可能性,不讲现实性。<动力学>

化学动力学把热力学的可能性变为现实性,满足生产和科技的要求。化学动力学讲反应速率(快慢)及其影响因素 反应机理(怎样进行),即反应的现实性。化学动力学才回答反应的现实性问题。对于一个化学反应化学动力学必须研究的一个问题是:实现这种转化需要多久时间?如何转化?即:反应速率,反应机理。同时我认为化学热力学是化学动力学的基础,是为解决化学反应所服务的。<热力学和动力学重点知识>

热力学第一定律:若封闭系统由始态(U1)变到终态(U2),同时系统从环境吸热(q)得功(w)则系统热力学能的变化为

U=U2-U1=q+w 由此推导我们可以得到的重要的状态函数焓H的特点:等压且不做非体积功的过程热在数值上等于系统的焓变;并且当焓变小于零时,表示系统放热,焓变为正,系统吸热。

盖斯定律 : 在等容或等压条件下,化学反应的反应热只于反应的始态和终态有关,而与变化的途径无关,盖斯定律是我们计算反应的焓变的重要手段。

标准摩尔生成焓:规定在标准状态下(100KPA,298.15K)由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓。用符号△fHθm表示,单位是千焦/摩(KJ/mol)。

生成焓是说明物质性质的重要热化学数据,生成焓的负值越大,表明该物质键能越大,对热越稳定。

标准摩尔熵:对于化学反应而言,若反应物和产物都处于标准状态下,则反应过程的熵变,即为该反应的标准熵变。当反应进度为单位反应进度时,反应的标准熵变为该反应的标准摩尔熵变,以△rSm(-)表示。与反应的标准焓变的计算相似,化学反应的标准摩尔熵变,可由生成物与反应物的标准熵求得。即为:生成物熵值之和减反应物熵值之和。另熵值可以通过查表获得。

物质的熵值规律:1,气体>液体>固体;2,复杂分子>简单分子;

吉布斯函数:ΔxHm<0而ΔrSm<0或ΔxHm>0而ΔrSm<0>0的情况,反应究竟向哪边进行,则要综合考虑△H和△S的影响来进一步讨论。定义吉布斯自由能G=H-TS。因为H、T、S均为状态函数所以G为状态函数。吉布斯函数能够帮助我们判断反应是否能自发进行,如果ΔG<0,自发过程,正方向进行;ΔG=0,平衡状态;ΔG<0,非自发过程。

由此可得转变温度T≈△rHθm/ΔrSm.等温方程:但在很多时候,反应温度并不都是在标准状况下,引进相对分压,我们可以得到ΔG=ΔG(标准)+RTInQ.化学平衡的移动及温度对平衡常数的影响:平衡常数一般只受到温度的影响,在有气体参加、有气体生成而且反应前后气体分子数变化的反应中,在其他条件不变时,增大压强(指压缩气体体积使压强增大),平衡向气体体积减小方向移动;减小压强(指增大气体体积使压强减小),平衡向气体体积增大的方向移动。<如何解决问题>

化学动力学与化学热力学是相辅相成的,动力学的研究必须以热力学的结果(肯定反应有可能发生)为前提条件,而热力学只有与动力学相结合才能全面解决化学反应的实际问题。

化学热力学考虑的是反应的进行方向,以计算熵变焓变吉布斯自由能来说明反应是否能够进行,而不考虑反应的速率,反应实际上能进行到的限度;而化学动力学则是研究化学反映过程的速率和反应机理的,通过对于反应机理的推测考量,定性定量的研究速率,通过速率和实验来推测反应机理。以上内容就是我学完第一 二章后对化学热力学及动力学的认识和总结。

第三篇:热力学与统计物理试题

1吉布斯相律的公式为()

(A)f =k+3+f(B)f =k+2-f(C)f =f+3-k(D)f =f+2+k

2关于一级相变和二级相变()

(A)一级相变有相变潜热,二级相变无相变潜热

(B)一级相变无相变潜热,二级相变有相变潜热

(C)两种相变都有相变潜热

(D)两种相变都无相变潜热

三、证明题

1证明理想气体的内能与体积无关.2证明在S,V不变的情况下,平衡态的U最小.四 计算题将质量相同而温度分别为T1和T2的两杯水在等压下绝热地混合,求熵变 2在三相点附近,固态氨的蒸气压(单位为)方程为:

液态氨的蒸气压方程为:

试求氨三相点的温度和压强,氨的汽化热、升华热及在三相点的熔解热

二、简答题

1写出宏观状态下, 玻尔兹曼系统, Bose系统, Fermi 系统的微观状态数目。2 等概率原理

三、计算题

1:试求绝对零度下电子气体中电子的平均速率。

2:试给出固体热容量的爱因斯坦理论

四、证明题根据玻尔兹曼系统的微观状态数用最可几法导出玻尔兹曼系统的最概然分布。

第四篇:热力学与统计物理学教学大纲

《热力学与统计物理学》教学大纲

Thermodynamics and Statistical Mechanics

课程编号:适用专业:物理学(本科)

学时数:64学分数:4执笔者:郑燕

一、课程性质和目的1、课程的性质:

热力学与统计物理学是物理学专业一门理论必修主干课。

2、课程的目的:

本课程的目的在于针对热运动的特点,建立一套热力学和统计物理的基本知识和思想方法,从而为研究热运动的规律、与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化打下基础,为进一步学习固体物理、天体物理等学科作好准备。

二、课程的基本要求

(1)首先必须使学生建立概率论方法的观念。热力学统计物理研究由大量微观粒子或准粒子组成的,具有大量随机变化自由度的宏观系统。由于系统的自由度数目非常大和自由度的随机性,即使我们彻底地掌握了单个粒子的运动规律和粒子间相互作用的规律,也不可能写出全部运动方程,更无法准确知道并利用全部初始条件求解运动方程。必须明确的是,不能用纯粹力学方法研究有大量随机自由度的宏观系统,不仅是由于技术上的困难,更重要的是,由于大量随机自由度的存在,导致性质上出现全新的规律。因此研究这类系统的方法必须有本质上的改变,即由确定论的方法改变为概率论的方法。

(2)掌握热力学的基本规律和统计物理的基本理论,理解系统的各种平衡条件和正则分布,了解系统的相变理论,非平衡态统计和涨落理论。会用来解决一些基本的和专业有关的热运动方面的问题。

(3)使学生掌握科学的学习方法,真正达到从学会到会学。可采用从“渗透式”逐步推广到“体会式”的教学法,培养学生有较强的独立思考能力和创造能力,较快进入科学发展的前沿,养成辩证唯物主义的世界观和方法论。

三、课程教学基本内容及各章的基本要求

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”对物理学专业的重要基础理论主干课程《热力学与统计物理学》进行认真清理与重构,在此基础上编写出本教学大纲。讲授内容和学时分配如下。

第零章绪论(1学时)

基本要求

(1)热力学与统计物理学的研究对象、研究方法及发展的前沿动态;

(2)学习热力学与统计物理学的意义、目标、方法。

第一章热力学的基本定律(12学时)

1、基本要求

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,这些内容在热学都已学过。

2、教学内容

(1)热力学系统的平衡态及其描述;

(2)平衡定律和温度;

(3)物态方程;

(4)准静态功;

(5)热力学第一定律;

(6)热容量和焓;

(7)理想气体的内能、绝热过程、卡诺循环;

(8)热力学第二定律;

(9)卡诺定理与热力学温标;

(10)克劳修斯等式和不等式;

(11)熵和热力学基本方程;

(12)理想气体的熵;

(13)热力学第二定律的普遍表述;

(14)熵增加原理的简单应用;

(15)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)本章的难点为建立熵的概念,应强调其物理意义。

第二章均匀物质的热力学性质(5学时)

1、基本要求

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。

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)平衡辐射的热力学;

(7)磁介质的热力学。

3、本章重难点

本章重点是特性函数及其基本微分方程和麦克斯韦关系

第三章单元系的相变(6学时)

1、基本要求

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。

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(4学时)

1、基本要求

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;

(7)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(13学时)

1、基本要求

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(9学时)

1、基本要求

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。

2、教学内容

(1)热力学量的统计表达式;

(2)理想气体的物态方程;

(3)麦克斯韦速度分布律;

(4)能量均分定理;

(5)理想气体的内能和热容量;

(6)理想气体的熵;

(7)固体热容量的爱因斯坦理论。

3、本章重难点

(1)本章重点是热力学量的统计表达式、玻耳兹曼统计处理问题的方法;

(2)本章难点是理想气体的内能和热容量、固体热容量的爱因斯坦理论。

第八章玻色统计和费米统计(6学时)

1、基本要求

本章是热力学与统计物理的重点内容,以玻色分布和费米分布为基础重点掌握热力学量的统计表达式;对光子气体、自由电子气体等应用。删去简并理想费米气体简例、准二维电子气体与量子霍尔效应两节,本章无自学要求。

2、教学内容

(1)热力学量的统计表达式;

(2)弱简并玻色气体和费米气体;

(3)光子气体;

(4)玻色-爱因斯坦凝聚;

(5)金属中的自由电子气体;

(6)简并理想费米气体简例。

3、本章重难点

(1)本章重点是热力学量的统计表达式、光子气体;

(2)本章难点是玻色-爱因斯坦凝聚、金属中的自由电子气体。

第九章系综理论(8学时)

1、基本要求

在所研究的问题中计及粒子之间的相互作用,系统的能量表达式包含粒子间的相互作用的势能。

2、教学内容

(1)相空间 刘维尔定理;

(2)微正则分布;

(3)微正则分布的热力学公式;

(4)正则分布;

(5)正则分布的热力学公式;

(6)巨正则分布的热力学公式;

(7)巨正则分布的简单应用。

3、本章重难点

本章重点是正则分布、正则分布、巨正则分布的热力学公式

四、先修课程要求:

高等数学、普通物理、理论力学

五、考核方式

1、成绩评定总则

期末总评成绩由平时成绩和期末卷面成绩构成2、平时成绩评定

平时成绩由作业、提问、考勤、期中成绩累加构成3、期末考核评定

期末总评成绩=平时成绩(占10%)+期末卷面成绩(占90%)

六、建议教材及教学参考书:

教材:

汪志诚,《热力学·统计物理》(第三版),高等教育出版社,2003 主要教学参考书目:

1、马本堃,《热力学与统计物理学》,高等教育出版社,19952、刘连寿,《理论物理基础教程》,高等教育出版社,20033、王竹溪,《热力学教程》,人民教育出版社,19794、王竹溪,《统计物理学导论》,人民教育出版社,19795、L.E.雷克(黄韵等译),《统计物理现代教程》,北京大学出版社,19836、Walter Greiner,《Thermodynamics And Statistical Mechanics》,Springer,2004

第五篇:《热力学与统计物理》教学大纲[范文]

《热力学与统计物理》教学大纲

学分:学时:审 核 人:执 笔 人:面向专业:物理学

一、课程定位

教学对象:物理专业本科生

课程类型:理论物理方向必修课

二、教学目标

通过本课程的学习要求学生初步掌握与热现象有关的、物质的宏观物理性质的唯象理论与统计理论,并对二者的特点与联系有一较全面的认识。为学习后续课程和独立解决实际问题打下必要的基础。

三、教学内容及要求

大纲基本内容(不带*号部分)可在规定的72学时内完成。各章所注学时前一个数字为讲授课时数后者为习题课、讨论课等学时数。各节所附数字为讲授时数。

第一章 热力学的基本规律(10+0)

1.热力学系统的平衡状态及其描述

2.热平衡定律和温度

3.物态方程

4.功l

5.热力学第一定律

6.热容量和焓

7.理想气体的内能

8.理想气体的绝热过程

9.理想气体的卡诺循环

10.热力学第二定律l

11.卡诺定理

12.热力学温标(*)

13.克劳修斯等式和不等式l

14.熵的热力学基本方程1

15.理想气体的熵1

16.热力学第二定律的普遍表述1

17.熵增加原理的简单应用1

18.自由能和吉布斯函数1

说明:在克劳修斯等式和不等式之前的内容与《热学》课重复较多,除基本概念外可做复习性简述,可避免重复。同时又能保证热力学基本概念与规律的严格性与系统性.重点应放在熵的性质,熵增加原理的应用上。

第二章 均匀物质的热力学性质(6+2)

1.能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分

2.麦氏关系的简单应用

3.气体的节流过程和绝热彭胀过程

14.基本热力学函数的确定1

5.特性函数l

6.平衡辐射的热力学1

7.磁介质的热力学1

说明:本章是热力学部分的重点,要求在讲清辅助函数的性质及麦氏关系的基础上.通过对各类体系的应用体现热力学函数的应用方法和热力学函数应用的普遍性;本章习题较多,安排2学时的习题课。

第三章 单元系的相变(8+0)

1.热动平衡判据1

2.开系的基本热力学方程1

3.单元系的复相平衡条件1

4.单元复相系的平衡性质1

5.临界点和气液两相的转变1

6.液滴的形成2

7.相变的分类1

8.临界现象和I临界指数(*)

9.朗道连续相变理论(*)

第四章 多元系的复相平衡和化学平衡(4+0)

1.多元系的热力学函数和热力学方程l

2.多元系的复相平衡条件1

3.吉布斯相律1

4.热力学第三定律1

第五章 不可逆热力学简介(*)

第六章近独立粒子的最概然分布

1.系统微观运动状态的描述1

2.等概率原理

3.分布和微观状态2

4.玻尔兹曼分布2

5.粒子运动状态的经典描述

6.粒子运动状态的量子描述

7.玻色分布和费米分布l

8.三种分布的关系1

第七章 玻耳兹曼统计(14+2)

1.热力学量的统计表达式2

2.理想气体的物态方程2

3.麦克斯韦速度分布律2

4.能量均分定理2(10+0)

5.理想气体的内能和热容量(*)

6.理想气体的熵2

7.固体热容量的爱因斯坦理论2

8.顺磁性固体(*)

9.负温度状态2

说明:这一部分是经典统计的重点,内容较多,安排2学时的习题课。

第八章 玻色统计和费米统计(8+0)

1.热力学量的统计表达式1

2.弱简并玻色气体和费米气体(*)

3.光子气体2

4.玻色一爱因斯坦凝聚2

5.金属中的自由电子气体2

6.简并理想费米气体简例l

7.二维电子气体与量子霍尔效应(*)

说明:这部分是量子统计的重点,在实际中应用广泛而重要,对深化人们对量子世界的认识非常有意义,可对学生提高要求。

第九章 系综理论(8+0)

1.相空间刘维尔定理1

2.微正则分布l

3.微正则分布的热力学公式1

4.正则分布l

5.正则分布的热力学公式1

6.实际气体的物态方程1

7.巨正则分布1

8.巨正则分布的热力学公式1

9.巨正则分布的简单应用(*)

说明:微正则系综可以作为基本假设而省去刘维尔定理,巨正则分布的分布函数及热力学公式也可以不做推导只给出结果,阐明意义。

第十章 涨落理论(*)

第十一章 非平衡态的统计理论(*)

四、考核方式、方法

闭卷考试,平时成绩30%,卷面成绩70%。

五、主要参考书

(1)龚昌德《热力学与统计物理学》高等教育出版社,1982年

(2)苏汝铿《统计物理学》复旦大学出版社,1990年

(3)钟云霄《热力学与统计物理》科学出版杜,1988年

(4)陈光旨《热力学统计物理基础》广西师范大学出版社,1989年

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