spContent=本课程主要面向物理学专业、应用物理学专业、理科大类相关专业的本科生开设。本课程从宏观角度介绍热力学第零定律、热力学第一定律和热力学第二定律等热力学的主要内容；从微观角度介绍气体动理论内容；最后简单介绍当热力学系统偏离平衡态时向平衡态转化的输运过程。重点突出知识从无到有的创造过程中蕴含的创新性思维，特别展现科学工作者独特的科学素养和品质。
本课程主要面向物理学专业、应用物理学专业、理科大类相关专业的本科生开设。本课程从宏观角度介绍热力学第零定律、热力学第一定律和热力学第二定律等热力学的主要内容；从微观角度介绍气体动理论内容；最后简单介绍当热力学系统偏离平衡态时向平衡态转化的输运过程。重点突出知识从无到有的创造过程中蕴含的创新性思维，特别展现科学工作者独特的科学素养和品质。
—— 课程团队
课程概述
热学完善的知识结构是许多工程科学的基础，同时在热学的发展史中，知识从无到有的创造过程充满了创新性思维的极好范例，这些创造过程也展现了科学工作者特别的科学素养和品质。
课程特色：
注重把理想信念塑造、物理基础构建、创新能力养成三位一体教学理念贯穿教学的全过程，通过本课程的学习，学生能够达到一下三个方面的目标：
1.知识目标
能够正确认识基于热力学三大定律的普适性热力学规律，掌握热学的基本内容和方法、概念和物理图像、各种运动形式之间的联系、有关物理学的工作语言、物理学发展的历史、现状和前沿，对于热学在自然科学和工程技术中的应用，及其对科学发展和社会进步的作用等方面在整体上有比较全面和系统的认识；在完成本课程后，学生应能构建成熟的普通物理热学知识结构图谱，并能将热学的基本知识和建模思维应用到后续高等课程的学习过程中。
2.能力目标
学生应掌握热学相关的科学思维方式和解决问题的科学方法，具备发现问题、独立分析、批判性思维和解决问题的能力；具备一定的科学思维方法、创新思维和综合应用能力，具备将热学相关知识和建模思维综合应用到科学研究和工程项目中；具备独立思考及较强的自学和吸收新知识的能力。
3.思政目标
提升认识客观世界演化规律的能力；培养学生具有创新精神、合作意识和严谨踏实的学习习惯和精益求精的工作态度；培养学生树立科学唯物主义的世界观、方法论和认识论，培养科学审美观、爱国主义精神和为实现中国梦不断奋斗的理想和信念，为后续的相关专业课程学习奠定基础。
授课目标
本课程根据高素质创新人才的培养目标，在保证对学生物理知识传授和基本技能培养、打好热学基础的同时，进一步强化对学生的科学思维方法、创新意识和综合应用能力的培养，为提高学生的科学素质发挥积极作用。
课程大纲
热现象与热物理学
课时目标：了解热学的研究对象和研究内容；了解热力学的内容框架和理论结构；了解热力学研究对象与力学研究对象的不同；掌握热力学的描述方式。
1.1 热学的研究对象与内容
1.2 热学的两种理论
1.3 平衡态与状态参量
1.4 状态公理
热力学第零定律与温度
课时目标： 理解热力学第零定律的意义及温度的引入；了解温度的测量方法；理解温度的意义；掌握“理想气体”这个物理模型的建模过程；能够利用理想气体状态方程解决常见问题；初步了解热运动形式的独特特点。
2.1 热平衡、热力学第零定律、温度
2.2 温标
2.3 理想气体的状态方程
2.4 混合理想气体状态方程
热力学第一定律 I
课时目标：掌握热力学过程、做功、传热的意义；理解热力学第一定律的意义；理解内能和焓能的物理意义；了解能量守恒在热力学过程中的作用；能力迁移：能够运用能量守恒原理讨论一般的物理问题。
3.1 热力学过程
3.2 以功的形式传递能量
3.3 以热的形式传递能量
3.4 热力学第一定律
3.5理想气体内能与焓
热力学第一定律II
课时目标：掌握理想气体的基本特性；了解焦耳-汤姆孙实验；掌握循环这个物理模型的建模过程；掌握热机效率的计算方法；初步了解热机效率不能达到100%的物理内涵；能力迁移：能够运用能量守恒原理讨论一般的物理问题。
3.6热一律对理想气体的应用
3.7 焦耳-汤姆孙实验
4.1循环过程和热机
热力学第二定律与熵 I
课时目标：理解可逆过程和不可逆过程的意义；理解热力学第二定律的不同表述之间的等价性；理解热力学第二定律物理含义；理解卡诺定理与热二律的关系；理解热力学温标的定义。
4.2 可逆过程与不可逆过程
4.3热力学第二定律的两种描述
4.4卡诺定理
4.5热力学温标
热力学第二定律与熵 II
课时目标：掌握熵的引入方法；理解熵的物理意义。掌握不同条件下熵的计算；理解熵作为状态函数的意义。了解时间之箭的意义。
4.6 熵（1）
4.6 熵（2）
4.6 熵（3）
4.6 熵（4）
4.6 熵（5）
麦克斯韦-玻尔兹曼分布I
课时目标：了解理想气体的微观模型；理解压强公式的统计意义；理解温度的统计意义；
5.1 理想气体微观模型
5.2 理想气体压强公式和温度的统计解释（1）
5.2 理想气体压强公式和温度的统计解释（2）
5.2 理想气体压强公式和温度的统计解释（3）
5.2 理想气体压强公式和温度的统计解释（4）
麦克斯韦-玻尔兹曼分布II
课时目标：理解麦克斯韦速率分布的意义；了解麦克斯韦速率分布的实验验证；了解麦克斯韦速率分布的推广；掌握玻尔兹曼分布的普适意义；掌握能均分定理的应用。
5.3 麦克斯韦速度分布（1）
5.3 麦克斯韦速度分布（2）
5.3 麦克斯韦速度分布（3）
5.5 麦克斯韦速率分布的实验验证.
5.4玻尔兹曼分布律
5.6能量按自由度均分
输运过程的分子动理学基础
课时目标：理解平均自由程的意义；掌握热传导现象的宏观规律及其微观解释；掌握黏滞现象的宏观规律及其微观解释；掌握气体扩散现象的宏观规律及其微观解释；
6.1 气体分子的平均自由程
6.2 热传导现象的宏观规律与6.3 微观解释
6.4 黏滞现象的宏观规律与6.5微观解释
6.6 气体扩散现象及其微观解释
6.7 关于三种系数的讨论
6.8 稀薄气体的输运过程
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预备知识
先修课程：微积分 、普通物理学力学
预备知识：全微分的概念；概率初步知识；力学基本知识。
参考资料
[0]李军刚、吕勇军、邹健，《热学》，北京理工大学出版社，2022.
[1]李椿 章立源 钱尚武，《热学》，高等教育出版社，2008.
[2] 赵凯华 罗蔚茵，《新概念物理教程·热学》，高等教育出版社，2004.
[3] 刘玉鑫，《大学物理通用教程·热学》（第二版）北京：北京大学出版社，2011.
[4] 王竹溪，《热力学》，北京大学出版社，2005.
[5] 费恩曼，《费曼物理学讲义I》上海：上海科学技术出版社，2013.
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