《熱學(xué)1》課程教學(xué)大綱

《熱學(xué)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱熱學(xué)Thermology課程編碼SCC522511020開課院部理學(xué)院課程團隊熱學(xué)教學(xué)團隊學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機0實踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)地球物理學(xué)授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）課程簡介（必修）熱學(xué)是地球物理學(xué)專業(yè)必修學(xué)科基礎(chǔ)課程，也是一門重要的學(xué)位課程。熱學(xué)的內(nèi)容可概括為兩大部分：氣體分子動理學(xué)理論和熱力學(xué)。這兩部分內(nèi)容分別是從微觀和宏觀兩個角度來研究熱現(xiàn)象及其規(guī)律，各有特點又聯(lián)系密切。氣體分子動理學(xué)理論重在突出從粒子的微觀熱運動入手研究熱現(xiàn)象的基本規(guī)律的方法；熱力學(xué)部分則重在使學(xué)生通過對熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律的描述，掌握熱運動的唯象理論，對一些基本熱力學(xué)過程建立起鮮明的物理圖象。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)物理學(xué)中有關(guān)熱學(xué)的基本理論知識和解決熱學(xué)問題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生以唯像描述方法為主線的物理學(xué)科學(xué)思維和研究方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、辨析和解釋物理學(xué)領(lǐng)域基本現(xiàn)象的能力和創(chuàng)新精神。Thermologyisacompulsorysubjectofgeophysicsspecialtybasiccourse,isalsoanimportantdegreecourses.Thecontentscanbesummarizedintotwoparts:gasmolecularkineticstheoryandthermodynamics.Thetwopartistostudytheheatphenomenonandlawfromtwoanglesofmicrocosmicandmacroscopic,havedifferentcharacteristicsandcloselycomplementary.GasmolecularkineticstheoryfocusesonbasicLawofthermalphenomenafromthemicrothermalmotionofparticles;thermodynamicsfocusesonthestudentsthroughthephenomenonofthermalandthermallawdescription,masterthermalmotionofphenomenologicaltheory,somebasicthermodynamicprocessestoestablishdistinctivephysicalimage.Learningthiscourse,studentsmasterthebasicknowledgeofbasictheoryofthermologyinphysicsandthegeneralmethodtosolvetheproblemofthermology,cultivatestudentsonlylikedescriptionmethodasthemainlineofphysicalscientificthinkingandresearchmethods,trainingstudentsfound,differentiateandexplainphysicsbasicabilityandthespiritofinnovation.負責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握基礎(chǔ)物理學(xué)中有關(guān)熱學(xué)的基本理論知識和解決熱學(xué)問題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科學(xué)思維和研究方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、辨析和解釋物理學(xué)領(lǐng)域基本現(xiàn)象的能力是1.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第一章導(dǎo)論平衡態(tài)、溫度的概念；溫標(biāo)的建立；氣體壓強公式及溫度公式；理想氣體的物態(tài)方程；氣體微觀模型及統(tǒng)計概念的建立/////21.1宏觀描述方法與微觀描述方法熱運動與熱現(xiàn)象、統(tǒng)計物理學(xué)與熱力學(xué)M10.5講授0/31.2熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)、平衡態(tài)與非平衡態(tài)、熱力學(xué)平衡M10.5講授0/41.3溫度溫度、熱力學(xué)第零定律、經(jīng)驗溫標(biāo)、理想氣體溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)M11講授0/51.4物態(tài)方程理想氣體的物態(tài)方程、混合理想氣體的物態(tài)方程M11講授2作業(yè)61.5物質(zhì)的微觀模型物質(zhì)由大數(shù)分子組成、分子熱運動、分子間的吸引力與排斥力M11講授0/71.6理想氣體微觀描述的初級理論理想氣體的微觀模型、氣體分子碰壁數(shù)、理想氣體的壓強公式和溫度公式、溫度的微觀意義M11講授2作業(yè)81.7分子間作用力勢能與真實氣體物態(tài)方程分子間相互作用勢能曲線、分子碰撞有效直徑、范德瓦耳斯方程M11講授1作業(yè)9第二章分子動理學(xué)理論的平衡態(tài)理論麥克斯韋速率分布的意義及其應(yīng)用；等溫大氣壓強公式；能量均分定理的理解與應(yīng)用/////102.1分子動理學(xué)理論與統(tǒng)計物理學(xué)分子動理學(xué)理論M10.5講授0/112.2概率論的基本知識伽爾頓板實驗、等概率性與概率的基本性質(zhì)、平均值及其運算法則、均方偏差、概率分布函數(shù)M10.5講授1作業(yè)122.3麥克斯韋速率分布分子射線束實驗、麥克斯韋速率分布、三種特征速率M11講授1作業(yè)132.4外力場中自由粒子的分布玻爾茲曼分布重力場中微粒按高度的分布規(guī)律、玻爾茲曼分布、等溫大氣壓強公式M12講授1作業(yè)142.5能量均分定理理想氣體熱容、自由度與自由度數(shù)、能量均分定理、理想氣體的內(nèi)能M12講授2作業(yè)15第三章輸運現(xiàn)象與分子動理學(xué)理論的非平衡態(tài)理論三種輸運過程的宏觀規(guī)律；氣體分子平均自由程和平均碰撞頻率；三種輸運系數(shù)。/////163.1黏性現(xiàn)象的宏觀規(guī)律黏性現(xiàn)象、牛頓黏性定律、斯托克斯定律M11講授1作業(yè)173.2熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的宏觀規(guī)律熱傳導(dǎo)現(xiàn)象、傅里葉定律M10.5講授1作業(yè)183.3氣體分子平均自由程碰撞截面、氣體分子的平均碰撞頻率、氣體分子平均自由程M11.5講授1作業(yè)193.4氣體輸運系數(shù)的導(dǎo)出氣體黏性系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)、擴散系數(shù)M11.5講授2作業(yè)20第四章熱力學(xué)第一定律準(zhǔn)靜態(tài)過程、體積功、熱量、內(nèi)能等概念；等體、等壓、等溫、絕熱過程和循環(huán)過程中做功、熱量和內(nèi)能的計算；熱機效率和制冷系數(shù)的計算。M1////214.1可逆與不可逆過程準(zhǔn)靜態(tài)過程、可逆過程、不可逆過程M11講授0/224.2功和熱量體積膨脹功、熱量、內(nèi)能M11講授1作業(yè)234.3熱力學(xué)第一定律內(nèi)能定理、熱力學(xué)第一定律M11講授1作業(yè)244.4熱容與焓定體熱容與內(nèi)能、定壓熱容與焓M11講授1作業(yè)254.5熱力學(xué)第一定律對氣體的應(yīng)用理想氣體的內(nèi)能、焦耳實驗、理想氣體的等容過程、等壓過程、等溫過程、絕熱過程M12講授2作業(yè)264.6熱機循環(huán)過程、熱機循環(huán)與熱機效率、卡諾循環(huán)M11.5講授2作業(yè)274.7制冷機與焦耳-湯姆遜效應(yīng)制冷循環(huán)與制冷系數(shù)、焦耳-湯姆孫效應(yīng)M10.5講授2作業(yè)28第五章熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)；熵函數(shù)的物理意義；熵增加原理；熵差的計算。M1////295.1熱力學(xué)第二定律的表述及其實質(zhì)熱力學(xué)第二定律的兩種表述、四種不可逆因素、熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)M11.5講授0/305.2卡諾定理卡諾定理、熱力學(xué)溫標(biāo)M11.5講授2作業(yè)315.3熵與熵增加原理克勞修斯等式、熵和熵的計算、溫-熵圖、克勞修斯不等式、熵增加原理、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達M12講授2作業(yè)32第六章物態(tài)與相變晶體的結(jié)構(gòu)；彎曲液面的附加壓強的計算；潤濕與不潤濕現(xiàn)象以及毛細現(xiàn)象。M1////336.1物質(zhì)的五種物態(tài)物質(zhì)的五種物態(tài)、晶體的宏觀特征和微觀結(jié)構(gòu)M10.5講授0/346.2液體的表面現(xiàn)象表面張力與表面能、彎曲液面的附加壓強、潤濕與不潤濕現(xiàn)象、毛細現(xiàn)象M11講授2作業(yè)356.3相變相與相變、汽化和凝結(jié)、固-液相變、固-氣相變、相變潛熱M11講授2作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1課堂表現(xiàn)隨機提問課堂中的知識點，考察學(xué)生知識掌握情況。10%2作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道以上，2.成績采用百分制，根據(jù)是否按時上交及完成情況評分，3.考核學(xué)生對各類分析技術(shù)所涉及知識的掌握及綜合運用所學(xué)知識分析問題，解決問題的能力20%3期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制2.主要考核學(xué)生對材料分析所涉及只是的掌握能力，以及綜合運用所學(xué)知識分析問題，解決問題的能力70%五、評分細則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1課堂表現(xiàn)10%A-認真聽講，課堂互動良好，能夠準(zhǔn)確回答提問。B-認真聽講，回答提問有少許錯誤。C-聽講較認真，回答提問有一定錯誤。D-不認真聽講，回答提問經(jīng)常錯誤。2M1作業(yè)20%A-按時提交作業(yè)，書寫規(guī)范清晰，答案準(zhǔn)確。B-按時提交作業(yè)，