第一篇：熱力學與統計物理學教學大綱

《熱力學與統計物理學》教學大綱

Thermodynamics and Statistical Mechanics

課程編號：適用專業：物理學（本科）

學時數：64學分數：4執筆者：鄭燕

一、課程性質和目的1、課程的性質：

熱力學與統計物理學是物理學專業一門理論必修主干課。

2、課程的目的：

本課程的目的在于針對熱運動的特點，建立一套熱力學和統計物理的基本知識和思想方法，從而為研究熱運動的規律、與熱運動有關的物性及宏觀物質系統的演化打下基礎，為進一步學習固體物理、天體物理等學科作好準備。

二、課程的基本要求

（1）首先必須使學生建立概率論方法的觀念。熱力學統計物理研究由大量微觀粒子或準粒子組成的，具有大量隨機變化自由度的宏觀系統。由于系統的自由度數目非常大和自由度的隨機性，即使我們徹底地掌握了單個粒子的運動規律和粒子間相互作用的規律，也不可能寫出全部運動方程，更無法準確知道并利用全部初始條件求解運動方程。必須明確的是，不能用純粹力學方法研究有大量隨機自由度的宏觀系統，不僅是由于技術上的困難，更重要的是，由于大量隨機自由度的存在，導致性質上出現全新的規律。因此研究這類系統的方法必須有本質上的改變，即由確定論的方法改變為概率論的方法。

（2）掌握熱力學的基本規律和統計物理的基本理論，理解系統的各種平衡條件和正則分布，了解系統的相變理論，非平衡態統計和漲落理論。會用來解決一些基本的和專業有關的熱運動方面的問題。

（3）使學生掌握科學的學習方法，真正達到從學會到會學。可采用從“滲透式”逐步推廣到“體會式”的教學法，培養學生有較強的獨立思考能力和創造能力，較快進入科學發展的前沿，養成辯證唯物主義的世界觀和方法論。

三、課程教學基本內容及各章的基本要求

按照課程建設的總體要求，本著“先進、有效、有用”的原則，按照刪、并、減、增、留的“五字方針”對物理學專業的重要基礎理論主干課程《熱力學與統計物理學》進行認真清理與重構，在此基礎上編寫出本教學大綱。講授內容和學時分配如下。

第零章緒論（1學時）

基本要求

（1）熱力學與統計物理學的研究對象、研究方法及發展的前沿動態；

（2）學習熱力學與統計物理學的意義、目標、方法。

第一章熱力學的基本定律（12學時）

1、基本要求

本章是熱力學與統計物理學的基礎，以熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學基本方程為重點講授內容；將熱力學系統的平衡態及其描述、平衡定律和溫度、物態方程、準靜態功、熱力學第一定律、熱容量和焓、理想氣體的內能、絕熱過程、卡諾循環、熱力學第二定律作為自學內容，這些內容在熱學都已學過。

2、教學內容

（1）熱力學系統的平衡態及其描述；

（2）平衡定律和溫度；

（3）物態方程；

（4）準靜態功；

（5）熱力學第一定律；

（6）熱容量和焓；

（7）理想氣體的內能、絕熱過程、卡諾循環；

（8）熱力學第二定律；

（9）卡諾定理與熱力學溫標；

（10）克勞修斯等式和不等式；

（11）熵和熱力學基本方程；

（12）理想氣體的熵；

（13）熱力學第二定律的普遍表述；

（14）熵增加原理的簡單應用；

（15）自由能和吉布斯函數。

3、本章重難點

（1）本章重點是熱力學第二定律和熱力學基本方程；內能、焓、熵、自由能和吉布斯函數；

（2）本章的難點為建立熵的概念，應強調其物理意義。

第二章均勻物質的熱力學性質（5學時）

1、基本要求

本章是熱力學與統計物理的重點內容,以特性函數及其基本微分方程和麥克斯韋關系為重點講授內容，刪去低溫的獲得一節，將氣體的節流過程和絕熱膨脹過程作為自學內容。

2、教學內容

（1）內能、焓、自由能和吉布斯函數的全微分；

（2）麥克斯韋關系的簡單應用；

（3）氣體的節流過程和絕熱膨脹過程；

（4）基本熱力學函數的確定；

（5）特性函數；

（6）平衡輻射的熱力學；

（7）磁介質的熱力學。

3、本章重難點

本章重點是特性函數及其基本微分方程和麥克斯韋關系

第三章單元系的相變（6學時）

1、基本要求

本章是熱力學與統計物理較為重點的內容,以開放的熱力學基本方程為基礎重點講授單元系的復相平衡條件和平衡性質等內容，刪去臨界現象和臨界指數、朗道連續相變理論兩節，將臨界點和氣液兩相的轉變作為自學內容。

2、教學內容

（1）熱動平衡判據；

（2）開系的熱力學基本方程；

（3）單元系的復相平衡條件；

（4）單元復相系的平衡性質；

（5）臨界點和氣液兩相的轉變；

（6）液滴的形成；

（7）相變的分類。

3、本章重難點

（1）本章重點是開系的熱力學基本方程、單元系的復相平衡條件和平衡性質；

（2）本章難點是液滴的形成、二級相變。

第四章多元系的復相平衡和化學平衡（4學時）

1、基本要求

本章是熱力學與統計物理中非重點的內容,以多元系的熱力學函數和熱力學方程為基礎重點講授多元系的復相平衡條件、吉布斯相律、熱力學第三定律等內容，刪去化學平衡條件和理想氣體的化學平衡兩節，將二元系相圖舉例和混合理想氣體的性質作為自學內容。

2、教學內容

（1）多元系的熱力學函數和熱力學方程；

（2）多元系的復相平衡條件；

（3）吉布斯相律；

（4）二元系相圖舉例；

（5）化學平衡條件；

（7）熱力學第三定律。

3、本章重難點

（1）本章重點是多元系的熱力學函數和熱力學方程、吉布斯相律；

（2）本章難點是熱力學第三定律。

第六章近獨立粒子的最概然分布（13學時）

1、基本要求

本章是統計物理的基礎內容,是學好后續章節的根本，應作為重點內容講授，重點掌握粒子和系統運動狀態的描述、分布與微觀態的關系、三種分布。將等概率原理作為自學內容。

2、教學內容

（1）粒子運動狀態的經典描述；

（2）粒子運動狀態的量子描述；

（3）系統微觀運動狀態的描述；

（4）等概率原理；

（5）分布和微觀狀態；

（6）玻耳茲曼分布；

（7）玻色分布和費米分布；

（8）三種分布的關系。

3、本章重難點

（1）本章重點是分布和微觀狀態的關系、玻耳茲曼分布、玻色分布和費米分布；

（2）本章難點是分布和微觀狀態的關系，熟練掌握玻耳茲曼分布、玻色分布和費米分布以及三種分布的關系。

第七章玻耳茲曼統計（9學時）

1、基本要求

本章是熱力學與統計物理的重點內容,是統計物理的核心章節，以玻耳茲曼分布為基礎重點掌握熱力學量的統計表達式、統計物理處理問題的方法、玻耳茲曼統計的廣泛應用。刪去順磁性固體、負溫度狀態兩節，將理想氣體的熵作為自學內容。

2、教學內容

（1）熱力學量的統計表達式；

（2）理想氣體的物態方程；

（3）麥克斯韋速度分布律；

（4）能量均分定理；

（5）理想氣體的內能和熱容量；

（6）理想氣體的熵；

（7）固體熱容量的愛因斯坦理論。

3、本章重難點

（1）本章重點是熱力學量的統計表達式、玻耳茲曼統計處理問題的方法；

（2）本章難點是理想氣體的內能和熱容量、固體熱容量的愛因斯坦理論。

第八章玻色統計和費米統計（6學時）

1、基本要求

本章是熱力學與統計物理的重點內容,以玻色分布和費米分布為基礎重點掌握熱力學量的統計表達式；對光子氣體、自由電子氣體等應用。刪去簡并理想費米氣體簡例、準二維電子氣體與量子霍爾效應兩節，本章無自學要求。

2、教學內容

（1）熱力學量的統計表達式；

（2）弱簡并玻色氣體和費米氣體；

（3）光子氣體；

（4）玻色-愛因斯坦凝聚；

（5）金屬中的自由電子氣體；

（6）簡并理想費米氣體簡例。

3、本章重難點

（1）本章重點是熱力學量的統計表達式、光子氣體；

（2）本章難點是玻色-愛因斯坦凝聚、金屬中的自由電子氣體。

第九章系綜理論（8學時）

1、基本要求

在所研究的問題中計及粒子之間的相互作用，系統的能量表達式包含粒子間的相互作用的勢能。

2、教學內容

（1）相空間 劉維爾定理；

（2）微正則分布；

（3）微正則分布的熱力學公式；

（4）正則分布；

（5）正則分布的熱力學公式；

（6）巨正則分布的熱力學公式；

（7）巨正則分布的簡單應用。

3、本章重難點

本章重點是正則分布、正則分布、巨正則分布的熱力學公式

四、先修課程要求：

高等數學、普通物理、理論力學

五、考核方式

1、成績評定總則

期末總評成績由平時成績和期末卷面成績構成2、平時成績評定

平時成績由作業、提問、考勤、期中成績累加構成3、期末考核評定

期末總評成績=平時成績（占10％）+期末卷面成績（占90％）

六、建議教材及教學參考書：

教材：

汪志誠，《熱力學·統計物理》（第三版），高等教育出版社，2003 主要教學參考書目：

1、馬本堃，《熱力學與統計物理學》，高等教育出版社，19952、劉連壽，《理論物理基礎教程》，高等教育出版社，20033、王竹溪，《熱力學教程》，人民教育出版社，19794、王竹溪，《統計物理學導論》，人民教育出版社，19795、L.E.雷克（黃韻等譯），《統計物理現代教程》，北京大學出版社，19836、Walter Greiner，《Thermodynamics And Statistical Mechanics》，Springer，2004

第二篇：熱力學統計物理學考試大綱

2012年全日制專業學位研究生考試

《熱力學與統計物理》考試大綱

科目名稱：熱力學與統計物理

適用專業：熱能動力系統節能及環境控制、新能源開發及應用，低溫與制冷 參考書目：（1）馬本昆、高尚惠、孫煜編，《熱力學與統計物理學》，高

等教育出版社．（2）汪志誠，《熱力學、統計物理》，人民教

育出版社，考試時間：180分鐘

考試方式：筆試閉卷

總分：150分

考試題型及分數：名詞解釋題：20分；選擇填空題：40分；綜合分析及計算題：90分

考試要求：要求考生系統掌握《熱力學與統計物理》基本概念、基本理論、基本方法；掌握由大量粒子所構成的系統的統計規律性，并掌握分析這類系統的有效方法。要求考生掌握系統微觀運動狀態的描述方法，要求考生具有一定的抽象思維能力和邏輯思維能力。能給出具體問題的微觀描述與宏觀描述的關系。考查要點：

主要考試內容為：熱力學基本定律，熱力學函數及其應用，不可逆過程熱力學，玻耳茲曼統計分布，系綜理論，量子統計分布。

1.熱力學基本定律

考試內容：溫度及物態方程；準靜態功；熱力學第一定律、第二定律；卡諾定理；熱力學溫標；克勞修斯等式和不等式；熵與熱力學基本方程；熵差計算；熵增加原理的簡單應用、不可逆過程的判斷。

考試要求:（1）掌握熱力學方法的特點、基本概念（2）掌握功與循環的相關計算、物態方程的確定（3）掌握系統熵函數的計算、系統狀態變化的方向。

2.均勻物質的熱力學性質

考試內容：內能、焓、自由能和吉布斯函數；Maxwell關系及簡單應用；基本熱力學函數的確定；特性函數；平衡輻射的熱力學；磁介質系統熱力學；電介質系統熱力學；開系熱力學基本方程。

考試要求：（1）掌握如何確定系統的特性函數；（2）掌握如何確定系統的基本熱力學函數；（3）掌握磁致伸縮和壓磁效應的本質；（4）了解開放系統的熱力學基本不等式。

3.相變理論基礎

考試內容：單元二相系統的平衡，兩相的轉變；臨界現象；復相系的平衡性質、相律、相圖；朗道連續相變理論；理想氣體的化學反應、平衡條件；熱力學第零三定律；

考試要求：（1）掌握熱動平衡判據的理論和方法；（2）掌握單元和多元系的熱力學基本方程；（3）掌握復相系的平衡性質和朗道連續相變理論；（4）了解理想氣體的化學反應、平衡條件；（5）掌握熱力學第零三定律。

4.不可逆過程熱力學簡介

考試內容：局域熵產生率；昂薩格關系；溫差電現象；

考試要求：掌握不可逆過程熱力學的基本思想和基本方法。

5.玻爾茲曼分布

考試內容：粒子配分函數；熱力學量的玻耳茲曼統計表達式；理想氣體的物態方程；理想氣體的內能和熱容量；理想氣體的熵；能量均分定理，氣體和固體熱容的經典理論；氣體熱容的量子理論。

考試要求：（1）理解μ空間；（2）掌握玻爾茲曼統計分布率；（3）掌握熱力學公式；（4）掌握單分子理想氣體；（5）掌握能量均分定律，氣體和固體熱容的經典理論；（6）掌握氣體熱容的量子理論。（7）了解非理想氣體的物態方程。

6.系綜理論

考試內容：相空間；劉維爾定理；微正則分布；微正則分布的熱力學公式；正則分布及熱力學公式；固體的熱容量；巨正則分布及熱力學公式。

考試要求：（1）掌握系綜理論的基本思想和統計方法；（2）掌握系綜理論與最概然理論的關系；（3）理解并掌握Γ空間，劉維定理，微正則分布，孤立系統的熵；（4）掌握正則分布；（5）掌握熱力學公式；（6）了解非理想氣體的物態方程。

7.量子統計學

考試內容：熱力學量的統計表達式；弱簡并玻色氣體和費米氣體；光子氣體；固體比熱；金屬中的自由電子氣體；熱電子發射 接觸電勢差 泡利順磁性；量子霍爾效應；

考試要求：（1）掌握費米 狄拉克分布與玻色 愛因斯坦分布；（2）了解金屬中的自由電子；（3）掌握理想玻色氣體的性質；（4）掌握固體比熱，聲子。

8.漲落理論

考試內容：漲落的半熱力學理論。

考試要求：了解漲落的半熱力學理論。

第三篇：熱力學與統計物理學復習要點2010ok

《熱力學與統計物理學》

復習要點

第1章

開系、閉系、孤立系、四類基本參量、簡單系統、熱容量(定容，定壓)、熱力學第零（一、二）定律。熵增加原理P.43 例1 熱力學基本方程(開系、閉系、多元系)

物態方程是溫度與狀態參量之間的函數關系。對于簡單系統：有f(P,V,T)＝0，三個偏導數的關系、三個物理量的定義、關系 P.47:1.1,1.2

第2章

內能 焓 自由能和吉布斯函數的全微分(開系、閉系、多元系)麥氏關系及其應用

2.2, 2.8

第3章

內能 焓 自由能和吉布斯函數的全微分

平衡條件（力學，熱，相變），克拉珀龍方程、證明蒸汽壓方程

3.1（1）（2）(3)，3.4（1）

第4章

內能 焓 自由能和吉布斯函數的全微分

歐勒定理(4.1.4)-(4.1.9)

吉布斯關系 SdT?VdP??nid?i?0

i

吉布斯相律f?k?2-?

P.133:4.1第6章

玻色子與費米子:電子、質子、中子、光子、π介子

全同粒子系統、近獨立粒子系統、玻耳茲曼系統、玻色系統、費米系統

等概率原理：在一定的宏觀條件（如確定N、E、V等）對于平衡態的孤立系統，系統各個可能的微觀狀態出現的概率是相等的。P.176的計算

經典極限條件、三種分布

P.188:6.1,6.3第7章

三維氣體中的分子運動的速度、速率分布，三種速率。配分函數、熱力學量的統計公式及（U,Y）的證明

P.221:7.4, 補充題p=2U/(3V)

第8章

巨配分函數?或其對數ln?、熱力學量的統計公式（U,Y,S）

8.1,8.7, 8.10,補充題p=2U/(3V)

第9章

全部內容

第四篇：《熱力學與統計物理》教學大綱[范文]

《熱力學與統計物理》教學大綱

學分：學時：審 核 人：執 筆 人：面向專業：物理學

一、課程定位

教學對象：物理專業本科生

課程類型：理論物理方向必修課

二、教學目標

通過本課程的學習要求學生初步掌握與熱現象有關的、物質的宏觀物理性質的唯象理論與統計理論，并對二者的特點與聯系有一較全面的認識。為學習后續課程和獨立解決實際問題打下必要的基礎。

三、教學內容及要求

大綱基本內容(不帶*號部分)可在規定的72學時內完成。各章所注學時前一個數字為講授課時數后者為習題課、討論課等學時數。各節所附數字為講授時數。

第一章 熱力學的基本規律(10+0)

1．熱力學系統的平衡狀態及其描述

2．熱平衡定律和溫度

3．物態方程

4．功l

5．熱力學第一定律

6．熱容量和焓

7．理想氣體的內能

8．理想氣體的絕熱過程

9．理想氣體的卡諾循環

10．熱力學第二定律l

11．卡諾定理

12．熱力學溫標(*)

13．克勞修斯等式和不等式l

14．熵的熱力學基本方程1

15．理想氣體的熵1

16．熱力學第二定律的普遍表述1

17．熵增加原理的簡單應用1

18．自由能和吉布斯函數1

說明：在克勞修斯等式和不等式之前的內容與《熱學》課重復較多，除基本概念外可做復習性簡述，可避免重復。同時又能保證熱力學基本概念與規律的嚴格性與系統性．重點應放在熵的性質，熵增加原理的應用上。

第二章 均勻物質的熱力學性質(6+2)

1．能、焓、自由能和吉布斯函數的全微分

2．麥氏關系的簡單應用

3．氣體的節流過程和絕熱彭脹過程

14．基本熱力學函數的確定1

5．特性函數l

6．平衡輻射的熱力學1

7．磁介質的熱力學1

說明：本章是熱力學部分的重點，要求在講清輔助函數的性質及麥氏關系的基礎上．通過對各類體系的應用體現熱力學函數的應用方法和熱力學函數應用的普遍性；本章習題較多，安排2學時的習題課。

第三章 單元系的相變(8+0)

1．熱動平衡判據1

2．開系的基本熱力學方程1

3．單元系的復相平衡條件1

4．單元復相系的平衡性質1

5．臨界點和氣液兩相的轉變1

6．液滴的形成2

7．相變的分類1

8．臨界現象和I臨界指數(*)

9．朗道連續相變理論(*)

第四章 多元系的復相平衡和化學平衡(4+0)

1．多元系的熱力學函數和熱力學方程l

2．多元系的復相平衡條件1

3．吉布斯相律1

4．熱力學第三定律1

第五章 不可逆熱力學簡介(*)

第六章近獨立粒子的最概然分布

1．系統微觀運動狀態的描述1

2．等概率原理

3．分布和微觀狀態2

4．玻爾茲曼分布2

5．粒子運動狀態的經典描述

6．粒子運動狀態的量子描述

7．玻色分布和費米分布l

8．三種分布的關系1

第七章 玻耳茲曼統計(14+2)

1．熱力學量的統計表達式2

2．理想氣體的物態方程2

3．麥克斯韋速度分布律2

4．能量均分定理2(10+0)

5．理想氣體的內能和熱容量(*)

6．理想氣體的熵2

7．固體熱容量的愛因斯坦理論2

8．順磁性固體(*)

9．負溫度狀態2

說明：這一部分是經典統計的重點，內容較多，安排2學時的習題課。

第八章 玻色統計和費米統計(8+0)

1．熱力學量的統計表達式1

2．弱簡并玻色氣體和費米氣體(*)

3．光子氣體2

4．玻色一愛因斯坦凝聚2

5．金屬中的自由電子氣體2

6．簡并理想費米氣體簡例l

7．二維電子氣體與量子霍爾效應(*)

說明：這部分是量子統計的重點，在實際中應用廣泛而重要，對深化人們對量子世界的認識非常有意義，可對學生提高要求。

第九章 系綜理論(8+0)

1．相空間劉維爾定理1

2．微正則分布l

3．微正則分布的熱力學公式1

4．正則分布l

5．正則分布的熱力學公式1

6．實際氣體的物態方程1

7．巨正則分布1

8．巨正則分布的熱力學公式1

9．巨正則分布的簡單應用(*)

說明：微正則系綜可以作為基本假設而省去劉維爾定理，巨正則分布的分布函數及熱力學公式也可以不做推導只給出結果，闡明意義。

第十章 漲落理論(*)

第十一章 非平衡態的統計理論(*)

四、考核方式、方法

閉卷考試，平時成績30%，卷面成績70%。

五、主要參考書

(1)龔昌德《熱力學與統計物理學》高等教育出版社，1982年

(2)蘇汝鏗《統計物理學》復旦大學出版社，1990年

(3)鐘云霄《熱力學與統計物理》科學出版杜，1988年

(4)陳光旨《熱力學統計物理基礎》廣西師范大學出版社，1989年

第五篇：化工熱力學教學大綱

《化工熱力學》教學大綱

一、課程簡介

課程名稱：化工熱力學 課程編號：01C0263 開課院系：化學工程系 總 學 時：48

課程類型：學科基礎課，必修 先修課程：基礎化學、物理化學

課程簡介：

化工熱力學是化學工程學的一個重要分支，是化工類專業必修的專業基礎課程。它是化工過程研究、開發與設計的理論基礎，是一門理論性與應用性均較強的課程。該門課系統地介紹了將熱力學原理應用于化學工程技術領域的研究方法。它以熱力學第一、第二定律為基礎，研究化工過程中各種能量的相互轉化及其有效利用，深刻闡述了各種物理和化學變化過程達到平衡的理論極限、條件和狀態。

設置本課程，為了使考生能夠掌握化工熱力學的基本概念、理論和專業知識；能利用化工熱力學的原理和模型對化工中涉及到的化學反應平衡原理、相平衡原理等進行分析和研究；能利用化工熱力學的方法對化工中涉及的物系的熱力學性質和其它化工物性進行關聯和推算；并學會利用化工熱力學的基本理論對化工中能量進行分析等。

Name of Course:

Chemical Engineering Thermodynamics Course Code: 01C0263

School: chemical engineering department Credit Hours: 48 Required of Elective: Required Prerequisite:

Essential Chemistry、Physical Chemistry Introduction:

Chemical thermodynamics is one important branch of chemical engineering, and it is preliminary course for chemical engineering.It is the basic theory of researching, developing and design of chemical engineering process.This course is high of theories and applications.This course systematically introduces the research method about adopting the thermodynamic theory to chemical engineering area.Based on the first an

d second law of thermodynamics, this course studies the interchange and effective utilization of energy in chemical engineering process, elaborates the theoretical limitation, condition and status of equilibrium in physical and chemical reaction.The purpose of this course is to equip the candidate with the basic concepts, theories and knowledge of thermodynamics.Through this course students are capable to analyze and study the chemical reaction, phase equilibrium involved in chemical engineering with the theory and model of chemical thermodynamics;correlate and predict thermal properties and other chemical properties using thermodynamic method;analyze energy in chemical engineering by thermodynamic theories.Through this course, students know the principal definitions, theories, and basic calculation method about thermodynamic.Students will be cultivated the ability of analyzing and solving practical problems by thermodynamic methods.二、課程教學大綱

1.課程編號：01C0266.先修課程：基礎化學、物理化學 2.課程類別：學科基礎課，必修

7.課內總學時：48 3.開課學期：大學三年級第一學期

8.實驗/上機學時：0 4.適用專業：化學工程與工藝

9.執筆人： 5.考核方式：考試

1．課程教學目的

化工熱力學的任務是通過課程教學，使學生掌握流體的熱力學性質概念，掌握流體熱力學性質，的計算及其應用，掌握溶液的性質，會用溶液理論及狀態方程計算各種流體相平衡，并以狀態方程、流體熱力學性質、液相活度系數及流體相平衡計算為重點內容，為化工過程的設計打下牢固的基礎。

2．教學基本要求

1．正確理解化工熱力學的有關基本概念和理論； 2．理解各個概念之間的聯系和應用； 3．掌握化工熱力學的基本計算方法；

4．能理論聯系實際，靈活分析和解決實際化工生產和設計中的有關問題。第一章

緒論

了解：化工熱力學的主要內容

理解：“化工熱力學”與“物理化學”的主要區別

掌握：化工熱力學的研究方法有經典熱力學方法和分子熱力學方法。第二章 流體的p-V-T關系 了解：

（1）維里方程的幾種形式（2）維里系數的物理意義（3）多參數狀態方程

（4）Lydersen 三參數壓縮因子圖（5）液體的PVT關系 理解：

（1）RK方程的迭代形式及應用（2）對比態原理

（3）氣體混合物的虛擬臨界參數 掌握：

（1）偏心因子

（2）三參數壓縮因子圖（3）Pitzer 普遍化壓縮因子圖（4）普遍化第二維里系數

（5）液體的純經驗的PVT關系

（6）Kay規則

重難點：

（1）立方型狀態方程的普遍特點及計算（2）三參數壓縮因子圖

（3）氣體混合物的第二維里系數及應用（4）R-K方程的混合規則 第三章 純流體的熱力學性質

通過本章學習，掌握各熱力學性質間的關系，進而學會計算一個實際過程的焓變和熵變，并學會一些熱力學性質圖表的應用。

了解：

（1）Helmholtz方程

（2）敞開系統熱力學基本方程（3）Maxwell關系式

（4）理想氣體焓變和熵變計算（次重點）（5）理想氣體焓和熵隨溫度、壓力的變化關系式 理解：

（1）封閉系統熱力學基本方程（2）麥克斯韋關系式的用途（3）剩余性質的概念（重點）（4）利用維里方程計算剩余性質 掌握：

（1）剩余焓、剩余熵與P、V、T的關系式

（2）對于一個實際過程，設計焓變和熵變的計算途徑（3）利用狀態方程計算焓變和熵變（重點）(4)利用R-K方程計算剩余性質

（5）利用普遍化關聯式計算焓變和熵變（重點）（6）利用普遍化第二維里系數計算剩余焓和剩余熵（7）利用Pitzer三參數焓熵圖計算剩余焓和剩余熵（8）蒸發焓與蒸發熵（重點）（9）T-S圖的形狀和構成（10）T-S圖的制作及使用：（11）水蒸氣表的構成及使用 第四章 均相混合物熱力學性質

通過本章學習，能理解流體混合物的相關熱力學性質，正確理解和使用混合物中組元的逸度與活度的概念，為相平衡的計算打下基礎。

了解：

（1）變組成系統的熱力學基本方程（2）偏摩爾量的定義及提出的意義（3）理想混合物的定義

（4）理想混合物的相關熱力學性質（5）逸度與逸度系數的概念（重點）（6）逸度系數與PVT的關系式

（7）活度的定義（8）活度系數

（9）正規混合物的概念及方程適用條件（10）無熱混合物的概念及方程適用條件（11）半經驗型活度系數方程（重點）理解：

（1）化學勢（位）的概念（2）混合性質的概念（重點）

（3）混合性質與偏摩爾量的關系

（4）理想溶液及其標準態（重點）（5）利用R-K方程計算純物質的逸度系數（6）利用普遍化的第二維里系數計算逸度系數（7）利用三參數普遍化逸度系數圖計算逸度系數（8）溫度對逸度的影響（9）壓力對逸度的影響（11）活度系數標準態的選擇（12）超額性質的定義（13）局部組成的概念（14）基團貢獻法 掌握：

（1）偏摩爾量的計算（重點）（2）作圖法計算偏摩爾量（3）二元截距法計算偏摩爾量（4）吉布斯—杜亥姆方程（重點）（5）混合體積變化和混合焓變的計算（6）純液體逸度的計算式

（7）Margulas方程的應用及適用條件（8）Van Laar方程的應用及適用條件（9）基于局部組成的活度系數方程（重點）（10）Wilson 方程（11）NRTL方程

第五章 相平衡

通過本章學習，能學會應用化工熱力學的知識處理汽液平衡計算（主要是泡、露點的計算），并能處理一些簡單的液液平衡問題。

了解：

（1）平衡判據（重點）（2）相對揮發度（3）相平衡常數（4）泡、露點的概念

（5）汽液平衡相圖的類型、構成等（6）高壓汽液平衡相圖的特點（7）“逆向”現象

（8）汽液平衡一致性校驗的依據（重點）（9）液液平衡判據（重點）

（10）各種二元及三元的液液平衡相圖

（11）汽液液平衡（12）氣液平衡（13）固液平衡 理解：

（1）相平衡的五個判據（2）相律（重點）

（3）高壓汽液平衡的幾個基本關系式（4）高壓相平衡計算（次重點）

（5）二元液液平衡計算的基本關系式及簡單計算（6）三元液液平衡的計算（次重點）

（7）三元液液平衡計算的基本關系式

掌握：

（1）低壓下汽液平衡的表達式及計算（2）中低壓下泡、露點計算（重點）（3）K值法（重點）

（4）狀態方程法計算高壓汽液平衡（5）活度系數法計算高壓汽液平衡

（6）K值法計算高壓汽液平衡 第六章 化工過程能量分析

通過本章學習，能夠了解熱力學分析中的基本概念及基本方法，會應用熱力學第一定律等分析實際問題。

了解：

（1）穩流系統的熱力學第一定律（2）熵與熵增原理（3）理想功的概念及定義

（4）損失功的概念（5）熱力學效率（重點）理解：（1）可逆軸功

（2）實際軸功（3）熵產生（4）熵流（5）能級

（6）熱力學死態及有效能的概念（7）有效能與理想功的關系 掌握：

（1）穩流系統的熱力學第一定律的表達式及簡化形式（2）軸功的計算（3）熱量衡算（4）熵平衡方程式（5）物理有效能的概念（6）化學有效能的概念

（7）有效能平衡方程式及有效能分析（重點）第七章 壓縮、膨脹、動力循環與制冷循環

通過本章學習，了解基本的冷凍循環及深度冷凍循環，并能運用熱力學性質圖表進行簡單的冷凍計算。

了解：

（1）制冷循環的原理（重點）

（2）逆卡諾循環制冷的循環過程（3）吸收式制冷循環（次重點）

（4）吸收式制冷的循環途徑與實現制冷的原理（5）制冷工質的選擇（次重點）（6）深度制冷的概念（次重點）（7）深度制冷的概念及用途

（8）林德循環的過程及實現深度制冷的原理

（9）克勞特循環的過程及實現深度制冷的原理 理解：

（1）制冷能力、制冷系數等概念（2）蒸汽壓縮制冷循環（重點）

（3）蒸汽壓縮制冷循環的途徑與實現制冷的原理 掌握：

應用熱力學性質圖表計算制冷問題 第八章 物性數據的估算 第九章 環境熱力學

3．課程教學內容與學時

第一章

緒論（1學時）1.1 熱力學發展簡史

1.2 化工熱力學的主要研究內容 1.3 化工熱力學的研究方法及其發展 1.4 化工熱力學在化工中的重要性 第二章 流體的p-V-T關系（7學時）2.1 純物質的p –V –T關系 2.2 氣體的狀態方程 2.2.1理想氣體狀態 2.2.2 維里方程 2.2.3 立方型狀態方程 2.2.4 多參數狀態方程 2.3 對應態原理及其應用 2.3.1 對比態原理

2.3.2 三參數對應態原理 2.3.3 普遍化狀態方程

2.4 真實氣體混合物的p-V-T關系 2.4.1 混合規則

2.4.2氣體混合物的虛擬臨界性質 2.4.2 氣體混合的第二維里系數 2.4.3 混合物的狀態方程 2.5液體的p –V-T關系

2.5.1 飽和液體體積

2.5.2 壓縮液體（過冷液體）體積

2.5.3 液體混合物的p –V-T關系

第三章

純流體的熱力學性質（9學時）3.1 熱力學性質間的關系 3.1.1 熱力學基本方程 3.1.2 Maxwell關系式 3.2焓變與熵變的計算

3.2.1 熱容

3.2.2 理想氣體的H、S、隨T、p的變化 3.2.3 真實氣體的H、S隨T、p的變化 3.2.4 真實氣體的焓變、熵變的計算 3.2.5 蒸發焓與蒸發熵

3.3 純物質兩相系統的熱力學性質及熱力學圖表 3.3.1 兩相系統的熱力學性質 3.3.2 熱力學性質圖表

第四章 均相混合物熱力學性質（11學時）4.1變組成系統的熱力學關系 4.2 偏摩爾性質

4.2.1 偏摩爾性質的引入及定義 4.2.2 偏摩爾性質的熱力學關系 4.2.3 偏摩爾性質的計算 4.2.4 Gibbs-Duhm方程

4.3 混合過程性質變化 4.3.1 混合過程性質變化 4.3.2 混合過程的焓變化 4.4 逸度和逸度系數 4.4.1 逸度和逸度系數的定義

4.4.2 混合物的逸度與其組元逸度之間的關系 4.4.3 溫度和壓力對逸度的影響 4.4.4 逸度和逸度系數的計算 4.4.5 液體的逸度

4.5 理想混合物

4.5.1 理想混合物的提出

4.5.2 理想混合物的混合性質變化 4.6 活度和活度系數 4.6.1 活度和活度系數 4.6.2 活度系數標準態的選擇 4.6.3 超額性質 4.7 活度系數模型

4.7.1 正規溶液模型

4.7.2 Whol型方程 4.7.3 Redlish-Kister經驗式 4.7.4 無熱溶液模型 4.7.5 局部組成型方程 第五章 相平衡（10學時）5.1 相平衡基礎

5.1.1平衡判據

5.1.2 相律

5.2 互溶系統的汽液平衡關系式

5.2.1 狀態方程法

5.2.2 活度系數法

5.2.3 方法比較 5.3 中低壓下汽液平衡

5.3.1中低壓下二元汽液平衡相圖

5.3.2中低壓下泡點、露點計算

5.3.3 低壓下汽液平衡的計算

5.3.2 烴類的K值法和閃蒸計算 5.4 高壓下汽液平衡

5.4.1 高壓下汽液平衡相圖

5.4.2 高壓下汽液平衡計算 5.5 汽液平衡熱力學一致性檢驗 5.5.1 積分檢驗法（面積檢驗法）

5.5.2 微分檢驗法（點檢驗法）5.6平衡與穩定性 5.7 其他類型的相平衡

5.7.1 液液平衡

5.7.2 汽液液平衡

5.7.3 氣液平衡

5.7.4 固液平衡

5.7.5 汽固平衡和超臨界流體在固體（或液體）中的溶解度 第六章 化工過程能量分析（2學時）6.1 熱力學第一定律－能量轉化與守恒方程

6.1.1 能量的種類

6.1.2 熱力學第一定律－能量守恒的基本式

6.1.3 封閉系統的熱力學第一定律

6.1.4 穩流系統的熱力學第一定律及其應用 6.2 熱力學第二定律

6.2.1 熵與熵增原理

6.2.2 熵產生和熵平衡

6.2.3 熱機與能量品位

6.3 理想功、損失功和熱力學效率

6.3.1 理想功

6.3.2 損失功

6.3.3 熱力學效率

6.4 有效能

6.4.1 有效能定義

6.4.2 穩流過程有效能計算

6.4.3 不可逆過程的有效能損失

6.4.4 有效能效率

6.4 化工過程能量分析及合理用能

第七章

壓縮、膨脹、動力循環與制冷循環（2學時）7.1 氣體的壓縮 7.2 膨脹過程

7.2.1 節流膨脹

7.2.2 絕熱作功膨脹 7.3 蒸汽動力循環

7.3.1 Rankine循環及其熱效率

7.3.2 蒸汽參數對熱效率的影響 7.3.3 Rankine循環的改進 7.4 制冷循環 7.4.1 理想制冷循環 7.4.2 蒸汽壓縮制冷循環 7.4.3 吸收式制冷循環 7.4.4 噴射式制冷循環 7.4.5 熱泵及其應用 7.4.6 深冷循環與氣體液化 7.5 制冷劑的選擇

第八章 物性數據的估算（4學時）第九章 環境熱力學（2學時）

4．教材與參考書

建議教材：《化工熱力學》（通用型），馬沛生，化學工業出版社 參考書：

(1)、“化工熱力學”第二版，朱自強，徐汛合編，化學工業出版社(2)、“流體相平衡原理及其應用”，朱自強，姚善涇，浙江大學出版設

(3)、“Chemical Engineering Thermodynamics”,Smith,J.M.and Van Ness,4 th.ed.Mc Graw-Hill,New York(4)、《化工熱力學》，童景山主編，清華大學出版社(5)、S.I.Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics

5．作業

教材每章后面習題與思考題，由教師指定具體題號。課堂上教師對每次作業要進行講評。

6．說明

為了加強工程計算技術和能力的培養，在課程教學布置平時作業中，應注意要求學生通過計算機編程計算或應用一些專用軟件如ORIGIN、MARHCAD、MATLAB等進行計算并完成作業，提高學生應用計算機解決實際問題的能力。

為了在有的學時內增加與學科有關的新內容，拓寬學生的知識面，教學手段的改革勢在必行，擬采用多媒體教學新技術提高教學效率，為培養新型人才創造條件。

為了鼓勵學生自學興趣和創造思維能力，考試方式將進行必要的改革，以小論文和小組討論以及課外興趣小組活動成果作為部分考試成績，培養學生的開拓能力。

課程評分類型為百分制。各部分成績所占的比例：平時成績20%、期末考試80%。考試方式為閉卷（或半開卷）考試。