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第13次开课
开课时间: 2025年02月17日 ~ 2025年06月06日
学时安排: 4小时每周
进行至第7周,共16周 已有 959 人参加
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课程评价(87)
spContent=本课程为普通物理基础课之一的热学,是北京大学物理学院物理专业必修课程。适合物理专业、应用物理专业,以及非物理类理工科对物理要求较强的专业的大学生选修。中学生中对物理特别感兴趣的,且学有余力的学生,可以通过选修该课程打下良好的基础。
本课程为普通物理基础课之一的热学,是北京大学物理学院物理专业必修课程。适合物理专业、应用物理专业,以及非物理类理工科对物理要求较强的专业的大学生选修。中学生中对物理特别感兴趣的,且学有余力的学生,可以通过选修该课程打下良好的基础。
—— 课程团队
课程概述

热学是经典物理的重要组成部分,是关于微观上大量粒子无规则热运动的系统化认知。通过该课程的学习不仅能了解到热学的基本现象及其解释,还能理解物理学中处理复杂研究对象时的基本方法,同时还能系统应用微积分、统计方法等数学思想来构建物理学认知体系。通过热学学习和训练获得的科学思维能力,将来可以广泛应用到其它研究对象上。

授课目标

使学生学会系统的研究和处理有大量粒子组成的体系的热物理性质;掌握统计规律及其基本特征,学会应用统计方法处理多粒子系统;掌握热力学基本定律和基本概念;了解输运过程、物相的概念及单元复相平衡的性质和特征,了解液体的彻体性质和表面性质等。同时在学习的过程中训练基本的物理方法,体会物理精神。

课程大纲

1 基本假设与研究方法

1.1热学的基本假设与研究方法

2 平衡态与状态方程

2.1状态参量与平衡态

2.2温度

2.3状态方程

2.4状态方程的应用

2.5理想气体的微观图像

单元测试:2 平衡态与状态方程

3 概率论初步与麦克斯韦分布律

3.1无序系统

3.2概率论简介

3.3麦克斯韦分布律

单元测试:3 概率论初步与麦克斯韦分布律

4 平衡态系统的一般统计规律

4.1近独立子系统的最概然分布

4.2能量均分定理与热容量

4.3*量子气体简介

单元测试:4 平衡态系统的一般统计规律

5 近平衡态中的输运过程

5.1碰撞频率与平均自由程

5.2输运现象的宏观规律

5.3气体中输运现象的微观解释

单元测试:5 近平衡态中的输运过程

6 热力学第一定律

6.1热力学第一定律

6.2热力学第一定律的应用

6.3理想气体

6.4循环过程和卡诺循环

单元测试:6 热力学第一定律

7 热力学第二定律与第三定律

7.1热力学第二定律及卡诺定理

7.2热力学熵

7.3熵增加原理

7.4热力学第二定律的统计意义

7.5热力学函数与热力学方程

7.6热力学第三定律

7.7*非平衡统计理论的新进展

单元测试:7 热力学第二定律与第三定律

8 液体

8.1液体的彻体性质

8.2液体的表面性质

单元测试:8 液体

9 单元系统的复相平衡与相变

9.1相、相变及相平衡的概念

9.2单元系的复相平衡

9.3气液相变

9.4*连续相变

单元测试:9 单元系统的复相平衡与相变

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预备知识

本课程要求选修者具备力学的基本知识和一定的(一元,多元)微积分,微分方程基础。

参考资料

(1)李椿,《热学》,第二版,高等教育出版社,2008年.

(2)赵凯华、罗蔚茵,新概念物理教程《热学》,高等教育出版社,1998.

(3)包科达,《热物理学基础》,高等教育出版社,2002.

(4)刘玉鑫,《热学》,北京大学出版社,2016年4月.

(5)陆果,《基础物理学》下卷,高等教育出版社,1997.

(6)林宗涵,《热力学与统计物理学》,北京大学出版社,2007.

北京大学
2 位授课老师
欧阳颀

欧阳颀

院士

穆良柱

穆良柱

副教授

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