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《热统》教学手记第1篇:温度与功

已有 2431 次阅读 2018-9-19 16:08 |个人分类:大学教育|系统分类:教学心得| 热力学统计物理, 教学

本学期讲授《热力学与统计物理》,共48课时,每周4课时,共12周。希望每周写一个教学周志

计划10-12篇。这是第一篇。

教材:汪志诚《热力学统计物理》(第五版)。

2018919日星期三,《热统》开张。进度:§1.1-§1.4 

同学提问

一,平行板电容器,如何一边增加电荷,而电压不变?

二,可积与不可积,为什么和数学中的含义不同?

三,从Boyle定律出发,可以直接认为pV的乘积正比于温度T,即pV=αT为什么?

断想

提出任何问题,甚至故意刁难,来自其它课程的等等问题,都是学生的权利。

“我劝天公重抖擞,不拘一格降人才”。发难教师,天赋生权,师道尊严者鄙!

物态方程

在热力学中,物态方程本质上不能由理论决定。

但是,热力学可以把物态方程限制到一个范围内。如果没有热力学,很多实验实际上的重复的;有了热力学,可以合并同类项。理论研究的一个很大的实际好处就是:节省钱财人才!很有可能,如果对暗物质暗能量的热力学有了理解,现在的很多实验其实不需要了。

例如理想气体,历史上有过许多的实验,后来有了热力学,才发现独立的实验只有三个。

断想

郑伟谋老师曾说,物态方程不是典型热力学的东西。

陷阱

1,我们把系统分成孤立系,闭合和开放三种。把系统分为三种似乎是为了呼应物理限制,其实不然,更多的时候,而是处理起来手段的方便。

2,对于实际的物理系统,涨落、变化才是生命。但是我们这个课程仅仅处理平衡态,不是说物理系统一定是无涨落。目前的课程,仅仅是为了入门。当然,入门并不容易。

3,学热力学时,心中要有分子原子这些物质的微观结构。尽管热力学是研究物质的宏观性质,更多的是,任何物质的宏观上,不能违背热力学的基本定律。物理世界气象万千,基本定律之外景色诱人。

4,热力学常常以理想气体为例说事,仅仅是因为气体比较简单,不意味做热力学仅仅只可以处理理想气体。

断想

解决实际问题是物理的核心任务。多想需要面对的是一个真实的物理对象,手段仅仅是处理问题的坐标,而坐标的选择是为了处理的方便。

开放性问题

1,电磁功是过程量吗?

2,过程量和不可积概念有一点相同,都是说和过程、路径有关。规范场的完善表达和现代表达是用不可积相位完成的,故不可积相位是现代物理中一个关键性概念。

牛角尖

书本上的图1.8略有瑕疵。



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