大学物理Ⅱ——热学
大学物理Ⅱ——热学
2万+ 人选课
更新日期:2026/05/27
开课时间2024/09/02 - 2024/11/30
课程周期13 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

热学是研究物质热现象及其规律的一门学科。它揭示热现象的自然法则,如热力学第一定律(即能定律)、热力学第二定律(即熵定律)等,这些定律已从物理学领域渗透到社会生活的方方面面。学习热学有助于读者们了解这一领域的自然法则。

热学理论分为两类: 热力学和统计物理。热力学是研究热现象的宏观理论。从大量实验事实出发,采纳归纳、概括的方法得出结论。这种从实验得出的结论具有高度的普遍性和可靠性,但由于它们不涉及物质的内部微观结构,所以不能揭示热现象的本质。而统计物理是研究热现象的微观理论,它认为宏观现象是大量微观粒子运动的集体表现,宏观量是相应微观量的统计平均值。并对物质的微观结构、微观粒子间相互作用做出某些假设,在此基础上去分析微观粒子的力学运动,从而揭示热现象的微观实质以及热力学定律的本质,即组成物质的大量分子或原子不停息的无规则(或杂乱无章)运动。一切热现象都是这种热运动在宏观上的表现。热力学和统计物理都是热学的基础,它们都是以气体作为研究对象。热力学所研究的物质热运动的宏观规律,只有经统计物理的阐释,才能了解其本质;而统计物理也必须经热力学的研究而获得验证。因此,二者相互补充,使我们对物质热运动的规律及其本质,获得更深入的了解和掌握。

学习这门课程会让我们了解更多的自然法则,明白更多的世间万物的道理,从而站得更高、看得更远。

本门科的特点是逻辑清晰、层层深入。每一个知识点后面都会有一定的练习,可以让学习者们在轻松愉快的氛围下学习到科学知识。

课程大纲

第一周 统计物理学基础(1)

1-01 统计规律

1-02 概率理论

1-03微观量与宏观量 平衡态与非平衡态

1-04理想气体的压强

1-05理想气体温度

1-06理想气体分子速率分布律

1-07理想气体三种统计速率

第一周测试题

第二周 统计物理学基础(2)和热力学第一定律(1)

1-08玻尔兹曼分布

1-09能量均分定理

1-10分子碰撞的统计规律

2-01热力学系统

2-02状态参量与状态方程

2-03热力学过程

2-04热平衡 第零定律

2-05功

2-06热量 热容量

2-07内能 热力学第一定律

第二周测试题

第三周 热力学第一定律(2)

2-08等体过程

2-09等压过程

2-10等温过程

2-11绝热过程

2-12多方过程

2-13循环过程

2-14热机、热机效率

2-15制冷机、制冷系数

2-16卡诺循环

第三周测试题

第四周 热力学第二定律

3-01 热力学过程的方向性

3-02 可逆过程与不可逆过程

3-03 热力学第二定律两种表述

3-04 两种表述的等价性

3-05 卡诺定理

3-06 克劳修斯熵

3-07 熵增加原理

3-08 熵变的计算

3-09 热力学概率

3-10 玻尔兹曼熵

第四周测试题

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