hi,小慕
材料热力学
第2次开课
开课时间: 2025年02月23日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第11周,共19周 已有 144 人参加
立即参加
课程详情
课程评价(2)
spContent=材料热力学是材料物理化学、材料科学基础、金属学与热处理、材料成形原理、传输原理等课程的先修课程,是一门重要的学科基础课。通过本课程学习,使学生理解和掌握物理化学的基本概念、基本原理及公式演绎过程和计算方法,掌握与本学科相关的物理化学与材料热力学的基础知识,得到一般科学研究方法的训练和逻辑思维能力的培养,并能结合具体条件应用物理化学基础理论解决材料科学和工程中的各类实际问题。本课程是材料物理化学的上半部分,主要内容包括:物质状态与表征、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分化学势等内容。本课程的先修课程为高等数学、大学物理,以及大学化学或者普通化学、无机化学等课程。该课程的学习是其他专业课程的基础,因此十分必要且重要,是材料专业本科生最重要的专业基础课之一,相信同学们会从这门课中学习和掌握热力学基本原理,培养分析问题和解决问题的能力。
材料热力学是材料物理化学、材料科学基础、金属学与热处理、材料成形原理、传输原理等课程的先修课程,是一门重要的学科基础课。通过本课程学习,使学生理解和掌握物理化学的基本概念、基本原理及公式演绎过程和计算方法,掌握与本学科相关的物理化学与材料热力学的基础知识,得到一般科学研究方法的训练和逻辑思维能力的培养,并能结合具体条件应用物理化学基础理论解决材料科学和工程中的各类实际问题。本课程是材料物理化学的上半部分,主要内容包括:物质状态与表征、热力学第一定律、热力学第二定律、多组分化学势等内容。本课程的先修课程为高等数学、大学物理,以及大学化学或者普通化学、无机化学等课程。该课程的学习是其他专业课程的基础,因此十分必要且重要,是材料专业本科生最重要的专业基础课之一,相信同学们会从这门课中学习和掌握热力学基本原理,培养分析问题和解决问题的能力。
—— 课程团队
课程概述

    本课程主要包括热力学基本定律及多组分系统等材料热力学中的内容。通过本门课程的学习,学生应掌握热力学的基本概念及计算方法,理解物理化学的基本原理及公式演绎过程,并能结合材料工程等生产过程的具体条件,运用物理化学原理解决实际问题,初步了解物理化学的前沿研究方向。主要包括理解热力学基本定律及其中涉及的有关概念,掌握焓变、熵变、自由能变等相关计算方法,运用热力学原理进行物态变化及化学反应等过程中的基本热力学计算,解决相关工程问题, 在系统理解热力学基本知识的基础上,掌握多组分溶液热力学基本原理和计算方法及其在材料科学与工程中的应用,能够分析、抽提和表达材料工程问题中的相关热力学问题。

   具体指标点: 1、使学生掌握与材料复杂工程问题相关的热力学基础知识,理解及在材料工程问题中的应用。使学生系统理解物理化学的基本概念和基本理论,加深对自然现象本质的认识。对应毕业要求指标点1.2(运用数学及工程基础知识对材料加工过程或生产流程建立或选择数学模型并求解)

2、使学生能够系统理解溶液热力学、相平衡热力学等基础知识,能够将热力学的基本概念运用到复杂材料工程问题的正确表达中,掌握热力学原理在材料制备、材料加工与成型过程中的应用,培养其分析和解决专业问题的能力。对应毕业要求指标点2.2(能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达复杂材料工程问题)

3、使学生学会热力学的思维方法和分析计算方法,用以研究材料制备、材料加工等材料科学与工程问题。掌握物理化学原理在材料制备、材料加工与成型过程中的应用,培养其分析和解决专业问题的能力。对应毕业要求指标点4.2(能够根据对象特征,选择研究路线,设计实验方案)

授课目标

该课程的教学目标体现在三个方面:

1、 知识目标:使学生掌握物理化学的基本概念、理论和方法,了解材料制备生产过程中所涉及化学反应的基本规律,对化学反应的本质有较为深刻和理性的认识。

2、能力目标:提高学生独立发现问题、思考问题以及解决问题的能力,学习科学家提出问题、分析问题和解决问题的方法,从而培养其具有严谨的科学态度和严密的逻辑思维能力。

3、 情感目标:通过该课程的学习,激发学生观察日常生活,激发他们探索和研究实际问题的热情。从而达到爱生活,爱科学,爱工作的和谐价值观。培养学生学习和体会物理化学研究方法中所蕴含的哲学原理及世界观;使学生拥有强烈的爱国情怀,诚信团结、求实创新的精神。

课程大纲
物质的状态与表征
课时目标:使学生掌握和理解理想气体与非理想气体状态方程及其模型差异,从2+2的角度理解物质的三态。重点掌握兰纳德琼斯势能曲线,能利用该曲线定性分析不同物态的势能大小。
1.1.1理想气体
1.1.2范德华气体
1.4凝聚态
热力学第一定律
课时目标:通过本章学习使学生理解热一定律的文字和数学表达形式,并能够计算不同变化过程中的体积功和热,从而计算内能变化。并能够定性分析不同物理变化过程及相变的内能变化大小。
2.1基本概念
2.2热力学第一定律
2.3功的计算
2.4两个气体实验
2.5热容与热的计算
2.6热一定律在转变与相变中的应用
2.7热化学
热力学第二定律
课时目标: 通过本章学习使学生理解和掌握热二定律的两种文字表达形式以及区别(一个是从热传递角度,一个是从功热转化角度)。理解熵的推导过程及其物理含义,并能够计算不同过程的熵变。能够利用克劳修斯不等式和熵增定理判断一个变化或者转变的方向及限度。掌握热力学基本方程式和麦克斯韦关系式,并能够应用其对实际过程进行不同热力学状态函数变化的计算。
3.1熵的基本概念与热力学第二定律
3.2热力学第三定律
3.3亥姆霍兹函数和吉布斯函数
3.4热力学基本方程式和麦克斯韦关系式
3.5克劳修斯不等式与熵增定理
化学势
课时目标:通过本章学习使学生理解和掌握化学势的概念和计算公式,能够计算多组分气体、溶液体系中任一组分的化学势求算。掌握理想稀溶液和理想液态化合物两种模型,能够对其中任意组分化学势进行计算。理解和掌握稀溶液的四种依数性,并能够对四种性质的变化进行定量计算。
4.1 单组分摩尔数可变系统
4.2二元系的偏摩尔量与化学势
4.3气体组分的化学势
4.4拉乌尔定律和亨利定律
4.5理想液态化合物
4.6理想稀溶液
4.7活度
4.8稀溶液的依数性
展开全部
预备知识

前期预备课程:高等数学、大学物理、大学化学等。

参考资料

徐祖耀版 《材料热力学》;’南大傅献彩版《物理化学-上册》;天大版《物理化学-上册》及课后习题集

常见问题

Q : 如何学好材料热力学?

A : 课前预习,课程中跟得上,授课当天及时复盘,先解决计算题,通过计算结果得到理论推理。

Q : 概念很抽象怎么办?

A : 弱化概念,先理解后记忆。结合与高中阶段的物理化学关联度较高的计算题入手,厘清计算思路,掌握计算公式和使用条件,最后分析题目背后的物理现象。

Q : 缺乏学习动力,畏难怎么办?

A : 可以结合老师课堂的科研前沿分享以及与专业相关度搞得知识点入手,打开兴趣的大门,了解这门课程在今后专业应用中的重要性,从而引起重视。

南京理工大学
1 位授课老师
丛振华

丛振华

副教授

推荐课程

下载
下载

下载App