热学教学绪论.ppt

1、四川省本科精品课程热学,绪 论,绵阳师范学院物理与代电子信息工程系，刘国跃,二八年三月十六日,一，热学的研究对象和方法,1自然界中存在着广泛的热现象，热学现象比单纯的力学、电磁学和光学现象复杂得多,2简短的结论；严格地讲，热现象伴随着一切自然现象，他们是热学的研究对象。,3热现象的基本特点及其思考：,（1）热现象是众多微小粒子群体运动，每个粒子自己的运动，但宏观上又表现出一种集体效应；,统计力学的方法微观 热学的研究方法热力学的方法 宏观,（2）热现象多伴有较复杂的能量转化,（3）热学过程具有方向性,能量守恒是数量上的限制，此外对能量的转换再没有方式和方向上等其他的限制。但实际上，物理学的发展

2、历史和我们的日常生活经验都告述我们，仅有数量上的限制是不够的，并不足以解释不少问题。比如，摩擦生热，摩擦作功全部转化成热，但热一般不能全部转化成类似于摩擦一般的机械功；各种热机，例如汽车蒸汽机等，总是不可避免地要损失不少的热量，热机效率必然小于一，具有新陈代谢的生命活体，包括热量再内的能量物质输运总是有序的，一旦生命结束，则会变成无序的。,（4）热学现象和过程与大脑思维和许多社会现象和过程有着相似之处，热学的研究方法可以移植到其他自然科学和社会学科研究之中 。,二，热学的知识体系,（一）热力学的知识体系： 1，热力学第零定律状态和温度； 2，热力学第一定律过程与能量； 3，热力学第二定律过程与

3、方向； 4，热力学第三定律对温度的限制。,（二）分子物理（统计物理初步）体系分子运动论： 1，物质的构成与研究方法； 2，热运动的规律对热学性质的影响； 3，相互作用力规律对热学性质的影响。,（三）宏观性质与微观运动的关系,三，热学研究方法特点分析,1热力学方法 ：不考虑物质系统的微观结构和微观运动，以能量为核心线索，以能量守恒和转化为基础，通过态参量和态函数来描述物质系统的宏观状态及其变化规律。,以唯象为主，称为唯象理论，往往不能阐述问题的本质，因而不能解决理论和实际的差异，对理论的发展是不利的。但由于数学形式简洁直观，能量有时中心线索，很符合工程实际的需要，所以很有使用价值。,2分子物理学

4、的方法 ：根据分子的微观结构和分子的微观运动，提出简化的假设或模型，研究分子个体运动的集体表现，采用最简单的统计原理，从微观本质上阐述宏观热学现象和过程的本质。,这种方法是深刻而根本的，弥补了热力学方法的不足。但由于对微观客体的认识不足，模型和假设都还不够完善，能解决的问题相当有限，加上统计的方法在数学上比热力学方法要复杂得多，用在理论研究上更多。,3热力学方法和分子物理的方法是相辅相成的,从理论上讲，这两种方法中的任何一种，都可用来研究任何热学问题，但两者都应当发展到更高的阶段，这正是辨证唯物主义的真理观。不过，在普物热学中，涉及状态的问题，主要采用统计方法来讨论，涉及过程的问题，主要采用热

5、力学方法来解决。,四，热学发展简史（略）,五，热学课程的基本要求,1理解掌握简单热现象的基本规律和实质，并能用它们来解决一些实际问题。分概念、特点、规律和应用四个方面；,2掌握两种不同的研究方法，牢固树立统计平均的思想，理解两中不同方法的联系、异同和各自的局限；,3掌握两种方法的理论基础，要求十分清晰地理解两种知识体系的知识结构和发展线索，并能用这两种方法分析解决比较综合的实际问题和理论问题；,4从辨证唯物主义和历史唯物主义的观点来看待热学中的方法法论问题，能把某些热学的研究方法推广到某些别的学科包括社会学科问题的分析中去。,5，充分利用教学资源（网络，教参，文献等），博学多思，探究学习,参考

6、书目和参考文献,1，主要参考书目：,1热学，秦允豪：高等教育出版社，1999 2热学，赵凯华、罗蔚茵：高等教育出版社，1998 3热学，包科达编著：高等教育出版社，2001 4热学教程，顾建中编：人民教育出版社， 1991 5吴瑞贤、章立源，热学研究，四川大学出版社，1992年版； 6（美）F. W. Sears等著，金泽寰等译，大学物理学第二卷，高教出版社，1985年版； 7M. Nelkon, P. Parker, , 1978; 8福里斯、季莫列娃著，梁宝洪译，普通物理学第一卷，人民教育出版社，1979年版； 9D哈里德等著，郑永令等译，物理学第一卷第二册，科学出版社，1980年版； 1

7、0吴瑞贤，杜定旭，杨友梅，热学教程，四川大学出版社，1986； 11李洪芳，热学，复旦大学出版社，1994 12肖国屏，热学，高等教育出版社，1989（获国家教委第三次优秀教材二等奖）； 13谢名春，热学，四川科技出版社，2000年6月版；,2，主要杂志：,1）大学物理；2）工科物理；3）物理通报；4）四川师范大学学报；5）绵阳师范学院学报；6）其他公开发行的杂志；7）CNKI网站及相关网站搜寻。8）American journal of physics,课程网站列出了近200条，涉及的主要学术期刊有：,六，同学们面临的问题和思想准备,1要更新概念，不吃老本，突破自我有以下几种情况应当根除：,（1）中学的参量思维，企图用中学式的知识理论来概括所有热学学论； （2）过于简化的代数运算企图解决所有问题； （3）力学的映迹，用力学的思维和方法来思考和解决热学问题； （4）注重计算而不注重推理、阐述物理意义，证明题就更头痛。,2注重基本概念的理解，掌握理论的实质，掌握处理问题的方法,（1）要掌握理论的逻辑结构和论证方法；（2）正确处理数学与物理的关系；（3）要根据不同的学习内容变换不同的学习方法，一个是学科本身不同阶段的不同方法，一个是学生自己的学习方法；,3努力刻苦，持之以恒，抓好学习的各个环节,