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2019年上饶师范学院专升本《热学》考试大纲

2019-09-29 13:52:06| 来源:上饶师范学院

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课程编号:02110102 开课院系:物理与电子信息学院

课程性质:专业必修课 考核方式:闭卷考试

适用专业:物理教育(师范类专科) 执笔人:方立青

开设学期:第二学期 审核人:姜贵文

一、课程的目的与任务

热学是四年制本科应用物理学专业必修的专业基础课程。本课程是普通物理学的一个重要组成部分,是研究热现象、热本质及热力学基本定律的基础学科。通过本课程的教学,应使学生掌握热学的基础理论、基础知识和基本技能;认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法;了解温度和热的测量原理和方法;明确热力学和分子运动论的基本原理。为学生进一步学习《热力学与统计物理学》、《固体物理》等后继课程打下良好的基础。并通过对热学发展史上某些重大的发现和发明的介绍,使学生了解物理学思想和实验方法,培养学生的辩证唯物主义世界观,使学生获得科学方法论上的教益 。

二、教材及教学参考书

1、教 材:

李椿等编.热学(第三版).北京:高等教育出版社,2008.

2、参考书:

(1)秦允豪编.普通物理学教程·热学(第二版).北京:高等教育出版社,2004.

(2)赵凯华等编.新概念物理教程·热学.北京:高等教育出版社,1998.

三、考核内容与考核要求

第一章 温度

(一)知识点

1. 平衡态

2. 状态参量

3. 温度

4. 气体的物态方程

(二)考核要求

1. 理解热力学系统的平衡态,掌握判别是否处于平衡态的方法,理解状态参量,熟记描述热力学系统平衡态的状态参量。

2. 掌握热力学第零定律及温度的概念,知道温标是温度的数值表示法。

3. 了解测温原理、摄氏温标、理想气体温标和热力学温标。

4. 熟练掌握理想气体的物态方程及其应用,理解范德瓦尔斯方程。了解昂内斯方程。

第二章 气体分子动理论的基本概念

(一) 知识点

1. 物质的微观模型

2. 理想气体的压强

3. 温度的微观解释

4. 分子力

5. 范德瓦尔斯气体的压强

(二) 考核要求

1. 了解分子动理论的特点。

2. 理解分子、分子运动和分子力的观点。

3. 掌握理想气体微观模型,熟练掌握理想气体压强公式。

4. 熟练掌握温度的微观解释以其公式。

5. 熟练掌握分子的方均根速率、阿伏伽德罗定律、道尔顿分压定律。

6. 掌握范德瓦尔斯方程。

第三章 气体分子热运动速率和能量的统计分布

(一)知识点

1. 气体分子的速率分布律

2. 用分子射线实验验证麦克斯韦速率分布律

3. 玻尔兹曼分布律

4. 重力场中微粒子按高度的分布

5. 能量按自由度均分定理

(二)考核要求

1. 理解麦克斯韦速率分布函数和速率分布曲线的物理意义;

2. 掌握气体分子热运动的平均速率,方均根速率和最概然速率。

3. 了解玻耳兹曼能量分布。

4. 理解分子运动自由度的概念,掌握能量按自由度均分定理,明确气体内能的微观意义。掌握理想气体的内能公式。

5. 通过理想气体的定容摩尔热容的理论值与实验值的比较,明确经典理论的困难以及对量子论建立的作用。

第四章 气体内的输运过程

(一)知识点

1. 气体分子的平均自由程

2. 输运过程的宏观规律

3. 输运过程的微观解释

(二) 考核要求

1. 理解碰撞频率及平均自由程,能用无引力作用刚球模型推导碰撞频率及平均自由程的公式。

2. 明确气体内部不均匀是产生输运的主要原因,知道粘滞现象、扩散现象和热传导现象的宏观规律。

3. 理解粘滞现象的微观动力学过程,推导粘滞系数,知道扩散系数、粘滞系数、热传导系数及其它们之间的联系。

4. 知道非平衡态研究的概况。

第五章 热力学第一定律

(一)知识点

1. 热力学过程

2. 功

3. 热量

4. 热力学第一定律

5. 热容与焓

6. 气体的内能

7. 焦耳-汤姆逊实验

8. 热力学第一定律对理想气体的应用

9. 循环过程和卡诺循环

(二)考核要求

1. 掌握准静态过程,准静态过程中功、热量和内能增量的计算,热力学第一定律的内容、意义和数学表达式。

2. 掌握运用热力学第一定律计算等容、等压、等温、绝热以及多方过程中功、热量、内能改变的方法。

3. 掌握热容量和焓

4. 掌握热机循环和致冷机循环,卡诺循环。

第六章 热力学第二定律

(一)知识点

1. 热力学第二定律

2. 热现象过程的不可逆性

3. 热力学第二定律的统计意义

4. 卡诺定理

5. 热力学温标

6. 应用卡诺定理的例子

7. 熵

8. 熵增加原理

9. 熵与热力学概率

(二)考核要求

1. 理解热力学第二定律的开尔文表述与克劳修斯表述及他们之间的一致性;知道第二类永动机不可能的原因。

2. 理解不可逆过程与可逆过程。明确实际的与热现象有关的过程的不可逆性。

3. 理解卡诺定理,明确可逆与不可逆循环的差异。

4. 理解热力学温标,突出它的与测温物质无关的性质。知道在一定范围内与理想气体温标的一致性。

5. 了解态函数-熵的物理内涵,知道计算方法。

6. 了解克劳修斯不等式证明并推导熵增加原理。

7. 理解熵与热力学概率的关系(玻尔兹曼关系)

第七章 固体

(一)知识点

1. 晶体

2. 晶体中粒子的结合力和结合能

3. 晶体中粒子的热运动

(二)考核要求

1. 了解晶体的宏观特性,微观结构。

2. 了解晶体中四种典型的结合力,结合能。

3. 了解晶体中粒子的热运动(热振动,热缺陷,扩散)

第八章 液体

(一) 知识点

1. 液体的微观结构

2. 液晶

3. 液体的彻体性质

4. 液体的表面性质

(二) 考核要求

1. 了解液体的微观结构,液体的近程有序与远程无序的特征,明确非晶体就是过冷液体。定性了解液晶的性质和应用。

2. 掌握液体的彻体性质和液体的表面性质。

3. 理解表面张力产生的原因;理解球型液面的内外压强差产生的原因;介绍毛细现象并推导公式。

第九章 相变

(一) 知识点

1. 单元系一级相变的普遍特征

2. 气液相变

3. 克拉珀龙方程

4. 范德瓦尔斯等温线

5. 对比物态方程

6. 固液相变

7. 固气相变

8. 三相图

(二) 考核要求

1. 掌握单元系一级相变的普遍特征。

2. 掌握汽液相变的规律,掌握等温相变和气液二相图。

3. 掌握克拉珀龙方程,掌握范德瓦斯等温线,

4. 掌握固液相变、固气相变的规律,掌握三相图。

四、考试题型及分数分配建议

1.单项选择题:20分

2.填空题:20分

3.判断题:5分

4.简答题:10分

5.计算题:45分

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