力学教学大纲

1、热学教学大纲课程编号：06407205一、课程性质、目的及开课对象（一）课程性质：专业基础课（二）教学目的：本课程为高等师范院校四年制物理专业的基础理论课，是研究热现象的理论。通过本课程的学习要求学生初步掌握热学的基本概念、物质宏观性质的唯象理论，了解用分子动理学理论处理问题的方法。为了适应教育改革深化的需要，本大纲在教学环节安排上对下列几方面给予重视：（1）如何提高学生的能力水平。 （2）如何反映学科的发展。 （3）如何有利于学生自学。本大纲以学习气体的平衡态内容为主，并对气体内的输运过程，固体、液体的性质，相变等内容也作了适当的讨论。（三）开课对象：物理系物理学专业本科生。二、先修课程高等

2、数学 力学三、教学方法与考核方式（一）教学方法：讲授式、启发式、讨论式和问题研究式 （二）考核方式：考试四、学时数分配总学时：54学时，其中课程44学时，习题课10学时，大纲中带*号的内容不是必讲的，未计入学时之内。五、教学内容与学时第一章 导论（10学时）主要内容：1.1 宏观描述方法与微观描述方法1.2 热力学系统的平衡态1.3 物态方程1.4 温度与温度计1.5 物质的微观模型1.6 理想气体微观描述的初级理论1.7 分子间作用力势能与真实气体状态方程习题（2学时）重点难点：平衡态 温度 温标 理想气体状态方程 理想气体微观描述学生掌握要点：1、掌握热学的两种描述方法。2、理解热力学平衡

3、态、状态参量的概念，明确热力学平衡是一种动态平衡。3、掌握理想气体状态方程及其推导过程，并能熟练应用它解决有关问题。4、理解温度的概念，掌握几种不同的温标和它们之间的换算关系。5、理解物质的微观模型。6、理解理想气体的微观模型；掌握理想气体的压强公式及其统计意义；掌握理想气体平均平动动能的公式，理解温度的统计意义。7、 掌握分子间作用力势能与真实气体物态方程。 第二章 分子动理学理论的平衡态理论（10学时）主要内容： *2.1分子动理学理论与统计物理学2.2 概率论的基本知识2.3 麦克斯韦速率分布*2.4 麦克斯韦速度分布*2.5 气体分子碰壁数及其应用2.6 外力场中自由粒子的分布 玻尔兹

4、曼分布2.7 能量均分定理习题（2学时）重点难点： 麦克斯韦速率分布律 玻尔兹曼分布律 能量均分定理学生掌握要点：1、了解概率论的基本知识。2、明确速率分布函数的定义式；能正确表述麦克斯韦速率分布率的内容，记住麦克斯韦速率分布函数的具体形式；理解麦克斯韦速率分布曲线；曲线下总面积的物理意义；速率间隔为dv的一条狭长条面积的物理意义；掌握最可几速率、平均速率和方均根速率的计算公式及其物理意义。3、理解玻尔兹曼分布率的内容；掌握重力场中微粒按高度的分布规律。4、掌握自由度的概念，并能判定所给具体气体分子的自由度数；掌握能量按自由度均分定理，明确该定律的适用范围，并能应用该定理计算理想气体的内能及热

5、容。第三章 输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论（4学时）主要内容：3.1 黏性现象的宏观规律3.2 扩散现象的宏观规律3.3 热传导现象的宏观规律*3.4 辐射传热*3.5 对流传热3.6 气体分子平均自由程*3.7 气体分子碰撞的概率分布*3.8 气体输运系数的导出*3.9 稀薄气体中的输运过程重点难点：平均自由程 三种输运现象的宏观规律学生掌握要点： 1、定性了解气体内三种输运过程的宏观规律及其微观本质2、理解平均碰撞频率、平均自由程及分子有效直径的概念；掌握这两个量的计算。第四章 热力学第一定律（14学时）主要内容：4.1 可逆与不可逆过程4.2 功和热量4.3 热力学第一定律4.4

6、 热容与焓4.5 第一定律对气体的应用4.6 热机4.7 焦耳汤姆孙效应与制冷机习题（2学时）重点难点：功 内能 热容与焓 热力学第一定律 卡诺循环学生掌握要点： 1、理解可逆与不可逆过程的含义。2、确切理解功和热量的区别和联系，明确功和热量都是过程量；掌握准静态过程中功的计算方法。 3、掌握热力学第一定律的内容并理解其实质。4、掌握气体的定容和定压摩尔热容量的定义及其应用；掌握迈耶公式及物理意义，比热容比（即绝热指数）值。5、能熟练地应用热力学第一定律去计算理想气体等容过程、等压过程、等温过程及绝热过程中功、热量和内能的变化。6、掌握循环过程和卡诺循环的定义。熟练掌握以理想气体为工作物质作准

7、静态循环的热机效率及制冷系数的计算方法、卡诺循环的效率及逆向卡诺循环的制冷系数的计算方法。7、了解焦耳汤姆孙效应。第五章 热力学第二定律与熵（8学时） 主要内容：5.1 热力学第二定律的表述及其实质5.2 卡诺定理5.3 熵与熵增加原理习题（2学时）重点难点：热力学第二定律 熵与熵增加原理学生掌握要点：1、掌握热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述以及这两种表述的等效性。2、理解卡诺定理的内容及意义。3、掌握熵与熵增加原理。第六章 物态与相变 （8学时）主要内容：6.1 物质的五种物态*6.2 液体6.3 液体的表面现象6.4 气液相变6.5 固液、固气相变 相图习题（2学时）重点难点：晶体的宏观特征及微观结构 液体的表面现象 气液相变学生掌握要点：1、掌握晶体的宏观特性和微观结构，了解晶体的宏观特性的微观解释；了解晶体中粒子的热运动情况。2、了解液体分子的排列情况和热运动的情况。3、掌握液体的表面性质。4、了解单元系一级相变的普遍特征。5、掌握气液相变、固液相变、固气相变的过程和相变曲线的特点。6、掌握克拉伯龙方程，并能应用它解决有关问题。六、教材与教参（一）教材：秦允豪.热学（第二版）. 高等教育出版社，2004（二）教学参考