热力学与统计物理学教学大纲

第一篇：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

第二篇：热力学统计物理学考试大纲

2012年全日制专业学位研究生考试

《热力学与统计物理》考试大纲

科目名称：热力学与统计物理

适用专业：热能动力系统节能及环境控制、新能源开发及应用，低温与制冷 参考书目：（1）马本昆、高尚惠、孙煜编，《热力学与统计物理学》，高

等教育出版社．（2）汪志诚，《热力学、统计物理》，人民教

育出版社，考试时间：180分钟

考试方式：笔试闭卷

总分：150分

考试题型及分数：名词解释题：20分；选择填空题：40分；综合分析及计算题：90分

考试要求：要求考生系统掌握《热力学与统计物理》基本概念、基本理论、基本方法；掌握由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方法。要求考生掌握系统微观运动状态的描述方法，要求考生具有一定的抽象思维能力和逻辑思维能力。能给出具体问题的微观描述与宏观描述的关系。考查要点：

主要考试内容为：热力学基本定律，热力学函数及其应用，不可逆过程热力学，玻耳兹曼统计分布，系综理论，量子统计分布。

1.热力学基本定律

考试内容：温度及物态方程；准静态功；热力学第一定律、第二定律；卡诺定理；热力学温标；克劳修斯等式和不等式；熵与热力学基本方程；熵差计算；熵增加原理的简单应用、不可逆过程的判断。

考试要求:（1）掌握热力学方法的特点、基本概念（2）掌握功与循环的相关计算、物态方程的确定（3）掌握系统熵函数的计算、系统状态变化的方向。

2.均匀物质的热力学性质

考试内容：内能、焓、自由能和吉布斯函数；Maxwell关系及简单应用；基本热力学函数的确定；特性函数；平衡辐射的热力学；磁介质系统热力学；电介质系统热力学；开系热力学基本方程。

考试要求：（1）掌握如何确定系统的特性函数；（2）掌握如何确定系统的基本热力学函数；（3）掌握磁致伸缩和压磁效应的本质；（4）了解开放系统的热力学基本不等式。

3.相变理论基础

考试内容：单元二相系统的平衡，两相的转变；临界现象；复相系的平衡性质、相律、相图；朗道连续相变理论；理想气体的化学反应、平衡条件；热力学第零三定律；

考试要求：（1）掌握热动平衡判据的理论和方法；（2）掌握单元和多元系的热力学基本方程；（3）掌握复相系的平衡性质和朗道连续相变理论；（4）了解理想气体的化学反应、平衡条件；（5）掌握热力学第零三定律。

4.不可逆过程热力学简介

考试内容：局域熵产生率；昂萨格关系；温差电现象；

考试要求：掌握不可逆过程热力学的基本思想和基本方法。

5.玻尔兹曼分布

考试内容：粒子配分函数；热力学量的玻耳兹曼统计表达式；理想气体的物态方程；理想气体的内能和热容量；理想气体的熵；能量均分定理，气体和固体热容的经典理论；气体热容的量子理论。

考试要求：（1）理解μ空间；（2）掌握玻尔兹曼统计分布率；（3）掌握热力学公式；（4）掌握单分子理想气体；（5）掌握能量均分定律，气体和固体热容的经典理论；（6）掌握气体热容的量子理论。（7）了解非理想气体的物态方程。

6.系综理论

考试内容：相空间；刘维尔定理；微正则分布；微正则分布的热力学公式；正则分布及热力学公式；固体的热容量；巨正则分布及热力学公式。

考试要求：（1）掌握系综理论的基本思想和统计方法；（2）掌握系综理论与最概然理论的关系；（3）理解并掌握Γ空间，刘维定理，微正则分布，孤立系统的熵；（4）掌握正则分布；（5）掌握热力学公式；（6）了解非理想气体的物态方程。

7.量子统计学

考试内容：热力学量的统计表达式；弱简并玻色气体和费米气体；光子气体；固体比热；金属中的自由电子气体；热电子发射 接触电势差 泡利顺磁性；量子霍尔效应；

考试要求：（1）掌握费米 狄拉克分布与玻色 爱因斯坦分布；（2）了解金属中的自由电子；（3）掌握理想玻色气体的性质；（4）掌握固体比热，声子。

8.涨落理论

考试内容：涨落的半热力学理论。

考试要求：了解涨落的半热力学理论。

第三篇：热力学与统计物理学复习要点2010ok

《热力学与统计物理学》

复习要点

第1章

开系、闭系、孤立系、四类基本参量、简单系统、热容量(定容，定压)、热力学第零（一、二）定律。熵增加原理P.43 例1 热力学基本方程(开系、闭系、多元系)

物态方程是温度与状态参量之间的函数关系。对于简单系统：有f(P,V,T)＝0，三个偏导数的关系、三个物理量的定义、关系 P.47:1.1,1.2

第2章

内能 焓 自由能和吉布斯函数的全微分(开系、闭系、多元系)麦氏关系及其应用

2.2, 2.8

第3章

内能 焓 自由能和吉布斯函数的全微分

平衡条件（力学，热，相变），克拉珀龙方程、证明蒸汽压方程

3.1（1）（2）(3)，3.4（1）

第4章

内能 焓 自由能和吉布斯函数的全微分

欧勒定理(4.1.4)-(4.1.9)

吉布斯关系 SdTVdPnidi0

i

吉布斯相律fk2-

P.133:4.1第6章

玻色子与费米子:电子、质子、中子、光子、π介子

全同粒子系统、近独立粒子系统、玻耳兹曼系统、玻色系统、费米系统

等概率原理：在一定的宏观条件（如确定N、E、V等）对于平衡态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的。P.176的计算

经典极限条件、三种分布

P.188:6.1,6.3第7章

三维气体中的分子运动的速度、速率分布，三种速率。配分函数、热力学量的统计公式及（U,Y）的证明

P.221:7.4, 补充题p=2U/(3V)

第8章

巨配分函数或其对数ln、热力学量的统计公式（U,Y,S）

8.1,8.7, 8.10,补充题p=2U/(3V)

第9章

全部内容

第四篇：《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

第五篇：化工热力学教学大纲

《化工热力学》教学大纲

一、课程简介

课程名称：化工热力学 课程编号：01C0263 开课院系：化学工程系 总 学 时：48

课程类型：学科基础课，必修 先修课程：基础化学、物理化学

课程简介：

化工热力学是化学工程学的一个重要分支，是化工类专业必修的专业基础课程。它是化工过程研究、开发与设计的理论基础，是一门理论性与应用性均较强的课程。该门课系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法。它以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。

设置本课程，为了使考生能够掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识；能利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究；能利用化工热力学的方法对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算；并学会利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等。

Name of Course:

Chemical Engineering Thermodynamics Course Code: 01C0263

School: chemical engineering department Credit Hours: 48 Required of Elective: Required Prerequisite:

Essential Chemistry、Physical Chemistry Introduction:

Chemical thermodynamics is one important branch of chemical engineering, and it is preliminary course for chemical engineering.It is the basic theory of researching, developing and design of chemical engineering process.This course is high of theories and applications.This course systematically introduces the research method about adopting the thermodynamic theory to chemical engineering area.Based on the first an

d second law of thermodynamics, this course studies the interchange and effective utilization of energy in chemical engineering process, elaborates the theoretical limitation, condition and status of equilibrium in physical and chemical reaction.The purpose of this course is to equip the candidate with the basic concepts, theories and knowledge of thermodynamics.Through this course students are capable to analyze and study the chemical reaction, phase equilibrium involved in chemical engineering with the theory and model of chemical thermodynamics;correlate and predict thermal properties and other chemical properties using thermodynamic method;analyze energy in chemical engineering by thermodynamic theories.Through this course, students know the principal definitions, theories, and basic calculation method about thermodynamic.Students will be cultivated the ability of analyzing and solving practical problems by thermodynamic methods.二、课程教学大纲

1.课程编号：01C0266.先修课程：基础化学、物理化学 2.课程类别：学科基础课，必修

7.课内总学时：48 3.开课学期：大学三年级第一学期

8.实验/上机学时：0 4.适用专业：化学工程与工艺

9.执笔人： 5.考核方式：考试

1．课程教学目的

化工热力学的任务是通过课程教学，使学生掌握流体的热力学性质概念，掌握流体热力学性质，的计算及其应用，掌握溶液的性质，会用溶液理论及状态方程计算各种流体相平衡，并以状态方程、流体热力学性质、液相活度系数及流体相平衡计算为重点内容，为化工过程的设计打下牢固的基础。

2．教学基本要求

1．正确理解化工热力学的有关基本概念和理论； 2．理解各个概念之间的联系和应用； 3．掌握化工热力学的基本计算方法；

4．能理论联系实际，灵活分析和解决实际化工生产和设计中的有关问题。第一章

绪论

了解：化工热力学的主要内容

理解：“化工热力学”与“物理化学”的主要区别

掌握：化工热力学的研究方法有经典热力学方法和分子热力学方法。第二章 流体的p-V-T关系 了解：

（1）维里方程的几种形式（2）维里系数的物理意义（3）多参数状态方程

（4）Lydersen 三参数压缩因子图（5）液体的PVT关系 理解：

（1）RK方程的迭代形式及应用（2）对比态原理

（3）气体混合物的虚拟临界参数 掌握：

（1）偏心因子

（2）三参数压缩因子图（3）Pitzer 普遍化压缩因子图（4）普遍化第二维里系数

（5）液体的纯经验的PVT关系

（6）Kay规则

重难点：

（1）立方型状态方程的普遍特点及计算（2）三参数压缩因子图

（3）气体混合物的第二维里系数及应用（4）R-K方程的混合规则 第三章 纯流体的热力学性质

通过本章学习，掌握各热力学性质间的关系，进而学会计算一个实际过程的焓变和熵变，并学会一些热力学性质图表的应用。

了解：

（1）Helmholtz方程

（2）敞开系统热力学基本方程（3）Maxwell关系式

（4）理想气体焓变和熵变计算（次重点）（5）理想气体焓和熵随温度、压力的变化关系式 理解：

（1）封闭系统热力学基本方程（2）麦克斯韦关系式的用途（3）剩余性质的概念（重点）（4）利用维里方程计算剩余性质 掌握：

（1）剩余焓、剩余熵与P、V、T的关系式

（2）对于一个实际过程，设计焓变和熵变的计算途径（3）利用状态方程计算焓变和熵变（重点）(4)利用R-K方程计算剩余性质

（5）利用普遍化关联式计算焓变和熵变（重点）（6）利用普遍化第二维里系数计算剩余焓和剩余熵（7）利用Pitzer三参数焓熵图计算剩余焓和剩余熵（8）蒸发焓与蒸发熵（重点）（9）T-S图的形状和构成（10）T-S图的制作及使用：（11）水蒸气表的构成及使用 第四章 均相混合物热力学性质

通过本章学习，能理解流体混合物的相关热力学性质，正确理解和使用混合物中组元的逸度与活度的概念，为相平衡的计算打下基础。

了解：

（1）变组成系统的热力学基本方程（2）偏摩尔量的定义及提出的意义（3）理想混合物的定义

（4）理想混合物的相关热力学性质（5）逸度与逸度系数的概念（重点）（6）逸度系数与PVT的关系式

（7）活度的定义（8）活度系数

（9）正规混合物的概念及方程适用条件（10）无热混合物的概念及方程适用条件（11）半经验型活度系数方程（重点）理解：

（1）化学势（位）的概念（2）混合性质的概念（重点）

（3）混合性质与偏摩尔量的关系

（4）理想溶液及其标准态（重点）（5）利用R-K方程计算纯物质的逸度系数（6）利用普遍化的第二维里系数计算逸度系数（7）利用三参数普遍化逸度系数图计算逸度系数（8）温度对逸度的影响（9）压力对逸度的影响（11）活度系数标准态的选择（12）超额性质的定义（13）局部组成的概念（14）基团贡献法 掌握：

（1）偏摩尔量的计算（重点）（2）作图法计算偏摩尔量（3）二元截距法计算偏摩尔量（4）吉布斯—杜亥姆方程（重点）（5）混合体积变化和混合焓变的计算（6）纯液体逸度的计算式

（7）Margulas方程的应用及适用条件（8）Van Laar方程的应用及适用条件（9）基于局部组成的活度系数方程（重点）（10）Wilson 方程（11）NRTL方程

第五章 相平衡

通过本章学习，能学会应用化工热力学的知识处理汽液平衡计算（主要是泡、露点的计算），并能处理一些简单的液液平衡问题。

了解：

（1）平衡判据（重点）（2）相对挥发度（3）相平衡常数（4）泡、露点的概念

（5）汽液平衡相图的类型、构成等（6）高压汽液平衡相图的特点（7）“逆向”现象

（8）汽液平衡一致性校验的依据（重点）（9）液液平衡判据（重点）

（10）各种二元及三元的液液平衡相图

（11）汽液液平衡（12）气液平衡（13）固液平衡 理解：

（1）相平衡的五个判据（2）相律（重点）

（3）高压汽液平衡的几个基本关系式（4）高压相平衡计算（次重点）

（5）二元液液平衡计算的基本关系式及简单计算（6）三元液液平衡的计算（次重点）

（7）三元液液平衡计算的基本关系式

掌握：

（1）低压下汽液平衡的表达式及计算（2）中低压下泡、露点计算（重点）（3）K值法（重点）

（4）状态方程法计算高压汽液平衡（5）活度系数法计算高压汽液平衡

（6）K值法计算高压汽液平衡 第六章 化工过程能量分析

通过本章学习，能够了解热力学分析中的基本概念及基本方法，会应用热力学第一定律等分析实际问题。

了解：

（1）稳流系统的热力学第一定律（2）熵与熵增原理（3）理想功的概念及定义

（4）损失功的概念（5）热力学效率（重点）理解：（1）可逆轴功

（2）实际轴功（3）熵产生（4）熵流（5）能级

（6）热力学死态及有效能的概念（7）有效能与理想功的关系 掌握：

（1）稳流系统的热力学第一定律的表达式及简化形式（2）轴功的计算（3）热量衡算（4）熵平衡方程式（5）物理有效能的概念（6）化学有效能的概念

（7）有效能平衡方程式及有效能分析（重点）第七章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环

通过本章学习，了解基本的冷冻循环及深度冷冻循环，并能运用热力学性质图表进行简单的冷冻计算。

了解：

（1）制冷循环的原理（重点）

（2）逆卡诺循环制冷的循环过程（3）吸收式制冷循环（次重点）

（4）吸收式制冷的循环途径与实现制冷的原理（5）制冷工质的选择（次重点）（6）深度制冷的概念（次重点）（7）深度制冷的概念及用途

（8）林德循环的过程及实现深度制冷的原理

（9）克劳特循环的过程及实现深度制冷的原理 理解：

（1）制冷能力、制冷系数等概念（2）蒸汽压缩制冷循环（重点）

（3）蒸汽压缩制冷循环的途径与实现制冷的原理 掌握：

应用热力学性质图表计算制冷问题 第八章 物性数据的估算 第九章 环境热力学

3．课程教学内容与学时

第一章

绪论（1学时）1.1 热力学发展简史

1.2 化工热力学的主要研究内容 1.3 化工热力学的研究方法及其发展 1.4 化工热力学在化工中的重要性 第二章 流体的p-V-T关系（7学时）2.1 纯物质的p –V –T关系 2.2 气体的状态方程 2.2.1理想气体状态 2.2.2 维里方程 2.2.3 立方型状态方程 2.2.4 多参数状态方程 2.3 对应态原理及其应用 2.3.1 对比态原理

2.3.2 三参数对应态原理 2.3.3 普遍化状态方程

2.4 真实气体混合物的p-V-T关系 2.4.1 混合规则

2.4.2气体混合物的虚拟临界性质 2.4.2 气体混合的第二维里系数 2.4.3 混合物的状态方程 2.5液体的p –V-T关系

2.5.1 饱和液体体积

2.5.2 压缩液体（过冷液体）体积

2.5.3 液体混合物的p –V-T关系

第三章

纯流体的热力学性质（9学时）3.1 热力学性质间的关系 3.1.1 热力学基本方程 3.1.2 Maxwell关系式 3.2焓变与熵变的计算

3.2.1 热容

3.2.2 理想气体的H、S、随T、p的变化 3.2.3 真实气体的H、S随T、p的变化 3.2.4 真实气体的焓变、熵变的计算 3.2.5 蒸发焓与蒸发熵

3.3 纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表 3.3.1 两相系统的热力学性质 3.3.2 热力学性质图表

第四章 均相混合物热力学性质（11学时）4.1变组成系统的热力学关系 4.2 偏摩尔性质

4.2.1 偏摩尔性质的引入及定义 4.2.2 偏摩尔性质的热力学关系 4.2.3 偏摩尔性质的计算 4.2.4 Gibbs-Duhm方程

4.3 混合过程性质变化 4.3.1 混合过程性质变化 4.3.2 混合过程的焓变化 4.4 逸度和逸度系数 4.4.1 逸度和逸度系数的定义

4.4.2 混合物的逸度与其组元逸度之间的关系 4.4.3 温度和压力对逸度的影响 4.4.4 逸度和逸度系数的计算 4.4.5 液体的逸度

4.5 理想混合物

4.5.1 理想混合物的提出

4.5.2 理想混合物的混合性质变化 4.6 活度和活度系数 4.6.1 活度和活度系数 4.6.2 活度系数标准态的选择 4.6.3 超额性质 4.7 活度系数模型

4.7.1 正规溶液模型

4.7.2 Whol型方程 4.7.3 Redlish-Kister经验式 4.7.4 无热溶液模型 4.7.5 局部组成型方程 第五章 相平衡（10学时）5.1 相平衡基础

5.1.1平衡判据

5.1.2 相律

5.2 互溶系统的汽液平衡关系式

5.2.1 状态方程法

5.2.2 活度系数法

5.2.3 方法比较 5.3 中低压下汽液平衡

5.3.1中低压下二元汽液平衡相图

5.3.2中低压下泡点、露点计算

5.3.3 低压下汽液平衡的计算

5.3.2 烃类的K值法和闪蒸计算 5.4 高压下汽液平衡

5.4.1 高压下汽液平衡相图

5.4.2 高压下汽液平衡计算 5.5 汽液平衡热力学一致性检验 5.5.1 积分检验法（面积检验法）

5.5.2 微分检验法（点检验法）5.6平衡与稳定性 5.7 其他类型的相平衡

5.7.1 液液平衡

5.7.2 汽液液平衡

5.7.3 气液平衡

5.7.4 固液平衡

5.7.5 汽固平衡和超临界流体在固体（或液体）中的溶解度 第六章 化工过程能量分析（2学时）6.1 热力学第一定律－能量转化与守恒方程

6.1.1 能量的种类

6.1.2 热力学第一定律－能量守恒的基本式

6.1.3 封闭系统的热力学第一定律

6.1.4 稳流系统的热力学第一定律及其应用 6.2 热力学第二定律

6.2.1 熵与熵增原理

6.2.2 熵产生和熵平衡

6.2.3 热机与能量品位

6.3 理想功、损失功和热力学效率

6.3.1 理想功

6.3.2 损失功

6.3.3 热力学效率

6.4 有效能

6.4.1 有效能定义

6.4.2 稳流过程有效能计算

6.4.3 不可逆过程的有效能损失

6.4.4 有效能效率

6.4 化工过程能量分析及合理用能

第七章

压缩、膨胀、动力循环与制冷循环（2学时）7.1 气体的压缩 7.2 膨胀过程

7.2.1 节流膨胀

7.2.2 绝热作功膨胀 7.3 蒸汽动力循环

7.3.1 Rankine循环及其热效率

7.3.2 蒸汽参数对热效率的影响 7.3.3 Rankine循环的改进 7.4 制冷循环 7.4.1 理想制冷循环 7.4.2 蒸汽压缩制冷循环 7.4.3 吸收式制冷循环 7.4.4 喷射式制冷循环 7.4.5 热泵及其应用 7.4.6 深冷循环与气体液化 7.5 制冷剂的选择

第八章 物性数据的估算（4学时）第九章 环境热力学（2学时）

4．教材与参考书

建议教材：《化工热力学》（通用型），马沛生，化学工业出版社 参考书：

(1)、“化工热力学”第二版，朱自强，徐汛合编，化学工业出版社(2)、“流体相平衡原理及其应用”，朱自强，姚善泾，浙江大学出版设

(3)、“Chemical Engineering Thermodynamics”,Smith,J.M.and Van Ness,4 th.ed.Mc Graw-Hill,New York(4)、《化工热力学》，童景山主编，清华大学出版社(5)、S.I.Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics

5．作业

教材每章后面习题与思考题，由教师指定具体题号。课堂上教师对每次作业要进行讲评。

6．说明

为了加强工程计算技术和能力的培养，在课程教学布置平时作业中，应注意要求学生通过计算机编程计算或应用一些专用软件如ORIGIN、MARHCAD、MATLAB等进行计算并完成作业，提高学生应用计算机解决实际问题的能力。

为了在有的学时内增加与学科有关的新内容，拓宽学生的知识面，教学手段的改革势在必行，拟采用多媒体教学新技术提高教学效率，为培养新型人才创造条件。

为了鼓励学生自学兴趣和创造思维能力，考试方式将进行必要的改革，以小论文和小组讨论以及课外兴趣小组活动成果作为部分考试成绩，培养学生的开拓能力。

课程评分类型为百分制。各部分成绩所占的比例：平时成绩20%、期末考试80%。考试方式为闭卷（或半开卷）考试。