大學物理Ⅱ——熱學

課程簡介

熱學是研究物質熱現象及其規律的一門學科。

在自然界中，凡是與物體冷熱有關的物理現象，都叫做熱現象。熱現象在日常生活中普遍存在。例如，物體一般都能熱脹冷縮。為了對物體冷熱的客觀本質定量的研究，人們建立了溫度的概念，用它來表示物體的冷熱程度。

溫度概念建立之後，人們就探討熱現象的本質。物理學家們研究發現，熱現象是物質運動的一種表現形式。並建立了熱量是能量傳遞的一種量度的概念。同時，根據大量實驗事實總結出了關於熱現象的巨觀理論——熱力學。熱力學的主要內容是兩條基本定律——熱力學第一定律和熱力學第二定律。這些定律都具有高度的普遍性和可靠性，但由於它們不涉及物質的內部具體結構，所以不能揭示熱現象的本質。

為了探討熱現象本質，物理學家們從物質的微觀結構出發，以每個微觀粒子遵循的力學定律為基礎，利用統計規律來推導出巨觀的熱學規律，形成研究熱現象的統計理論——統計物理。所以更深刻的揭示了熱現象以及熱力學定律的本質，其本質就是組成物質的大量分子或原子不停息的無規則（或雜亂無章）運動的劇烈程度有關。因此，我們把大量分子無規則運動稱為熱運動。一切熱現象都是這種熱運動在巨觀上的表現。

課程大綱

統計物理學基礎（1）

1-01 統計規律

1-02 機率理論

1-03微觀量與巨觀量平衡態與非平衡態

1-04理想氣體的壓強

1-05理想氣體溫度

1-06理想氣體分子速率分布律

1-07理想氣體三種統計速率

統計物理學基礎（2）和熱力學第一定律（1）

1-08玻爾茲曼分布

1-09能量均分定理

1-10分子碰撞的統計規律

2-01熱力學系統

2-02狀態參量與狀態方程

2-03熱力學過程

2-04熱平衡第零定律

2-05功

2-06熱量熱容量

2-07內能熱力學第一定律

熱力學第一定律（2）

2-08等體過程

2-09等壓過程

2-10等溫過程

2-11絕熱過程

2-12多方過程

2-13循環過程

2-14熱機、熱機效率

2-15制冷機、製冷係數

2-16卡諾循環

熱力學第二定律

3-01 熱力學過程的方向性

3-02 可逆過程與不可逆過程

3-03 熱力學第二定律兩種表述

3-04 兩種表述的等價性

3-05 卡諾定理

3-06 克勞修斯熵

3-07 熵增加原理

3-08 熵變的計算

3-09 熱力學機率

3-10 玻爾茲曼熵

參考資料

大學物理學（上、下）趙遠王曉鷗張宇等主編高等教育出版社北京 2015

大學物理Ⅱ——熱學

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