第一篇：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。
第二篇：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
第三篇：2013年山东建筑大学热力学与统计物理学课程考试大纲复试笔试考研大纲硕士研究生入学考试大纲
山东建筑大学硕士研究生入学考试
《热力学与统计物理》考试大纲
热力学和统计物理学是关于热现象的宏观理论和微观理论，是物理学专业重要的、基本的四门专业基础理论课之一。其任务是通过本课程的学习，使学生能够熟练掌握平衡态热力学和平衡态统计物理学的基本理论和方法，掌握非平衡经典统计理论原理和方法，了解不可逆过程热力学理论的一些重要结果，能在研究物理性质时，综合应用热力学方法和统计物理学方法，为后续课程的学习打下扎实的基础。
一、考试内容与要求
1、热力学基本规律
理解热力学第一定律、熵增原理，重点掌握内能、焓、自由能和吉布斯函数，这也是难点。
2、均匀物质的热力学性质
掌握内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分，理解麦氏关系的应用。掌握基本热力学函数、特性函数的确定和应用它们表达热力学物理量。
3、单元系的相变
了解平衡判据和开系基本方程，掌握单元系的复相平衡的条件和性质。理解临界点、气液两相转变及朗道连续相变理论。
4、多元系的复相平衡和化学平衡
了解多元系热力学函数、复相平衡条件，理解吉布斯相律。
5、近独立粒子的最概然分布
了解粒子的经典、量子描述，系统微观状态、等几率原理，掌握玻耳兹曼分布、玻色分布和费米分布。
6、玻耳兹曼统计
掌握玻耳兹曼统计热力学量的方法，理解理想气体物态方程、麦克斯韦速率分布、能量均分、内能、热容量和熵等的统计。
7、玻色统计和费米统计
掌握玻色统计和费米统计热力学量表达式，理解弱简并玻色气体和费米气体、光子气体和玻色----爱因斯坦凝聚等。
8、系综理论
了解相空间，掌握微正则分布及其热力学统计；掌握正则分布及其热力学统计；巨正则分布及其热力学统计。
9、涨落理论
了解涨落理论。理解临界点附近的涨落和关联，布朗运动的时间关联。
二、主要参考书目
《热力学与统计物理学》、作者：汪志诚、高等教育出版社，1993、10
第四篇：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 SdTVdPnidi0
i
吉布斯相律fk2-
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
第五篇：工程热力学实验大纲
【工程热力学实验】实验课程教学大纲
【课程代码】
1703351
【课程类别】
专业实践
【学
分】
【学
时】
【适用专业】油气储运工程
【教学目的】
1．加强并巩固对恒沸精馏过程的理解，熟悉实验精馏塔的构造，掌握精馏操作方法；
【教学要求】
1．实验前学生必须进行预习，预习报告经教师批阅后，方可进入实验室进行实验。
2．实验3-4人1组，在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办代替。
3．任课教师要认真上好每一堂课，实验前清点学生人数，实验中按要求做好学生实验情况及结果记录，实验后认真填写实验开出记录。
【课程安排】
序号
实验项目名称
学时分配
每组人数
实验类别
实验类型
实验要求
恒沸精馏过程
3-5
基础
设计性
必做
[设计性实验]
实验目的：
1．加强并巩固对恒沸精馏过程的理解；
2．熟悉实验精馏塔的构造，掌握精馏操作方法；
实验内容：
1．夹带剂的选择；
本实验采用正己烷为恒沸剂制备无水乙醇；
2、决定精馏区；
3、夹带剂的加入方式；
夹带剂一般可随原料一起加入精馏塔中，若夹带剂的挥发度比较低，则应在加料板的上部加入，若夹带剂的挥发度比较高，_则应在加料板的下部加入。目的是保证全塔各板上均有足够的夹带剂浓度；
4、恒沸精馏操作方式；
恒沸精馏既可用于连续操作，又可用于间歇操作；
5、夹带剂用量的确定；
夹带剂理论用量的计算可利用三角形相图按物料平衡式求解之。
仪器与用品：
台秤，1台；分液漏斗，1个；500ml烧杯，2个；色谱分析取样瓶，若干；无水乙醇；正己烷。
【考核方式】
1．考核方式：考试；
2．考核方法：实行“实验报告＋操作＋操作考试”相结合；
3．成绩评定：
本课程采用平时成绩、期末成绩，综合评定学生成绩。
平时成绩=预习报告占20%，实际操作30%，实验报告50%。
实验成绩=操作考试成绩。
总评成绩＝平时成绩40%+期末成绩60％
【参考书目】
[1]
李卫宏，刘达.化工原理实验.吉林：吉林大学出版社，2014.[2]
牟宗刚.化工原理实验.北京：科学出版社，2017.[3]
张金利，郭翠梨，胡瑞杰等.化工原理实验.天津：天津大学出版社，2016.[4]
叶向群，单岩.化工原理实验及虚拟仿真.北京：科学出版社，2017.制定人：XXX
审核人：XXX
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