06统热教案之一(1.0-1)
§1.0-§1.3 热力学基本概念-热与功
表1.2 一些物质的临界参量
物 He H2 N2 O2 H2O CH4 C2 H 4 C6H6 C2H5 OH 质 Tc/K 5.26 33.3 126.2 154.4 647.4 190.7 283.1 562.6 516.3 pc/MPa 0.229 1.30 3.39 5.04 22.12 4.64 5.12 4.92 6.38 Vm,c/10-6m3·mol-1 58 65 90 74 56 99 124 260 167
相变化过程与饱和蒸气压 相变化过程：一定条件下聚集态的变化过程。
气体 (T,p) 汽化 液体 液化 凝固 熔化 (T,p) 固体(α) (T,p) 升华 凝华 晶型转化 (T,p) 固体(β)
饱和蒸气压：
在一定温度下，当液（或 固）体与其蒸汽达成液（或 固）汽两相平衡时，汽相的压 力称为该液（或固）体在该温 度下的饱和蒸气压。
焦耳实验
或: 整个系统(双球） dV＝0
气体 真空 图1-1气体向真空膨胀 （自由膨胀）
(3) 对抗恒定外压过程
p1,V1 Psu p2,V2 Psu
T1
T1
膨胀过程的功：
W = − ∫V psu dV
V2
1
= −psu(V2 −V) 1
压缩过程的功：
p2,V2 Psu
T1p1,V1Psu NhomakorabeaT1
W = − ∫V psu dV
第一节 热力学基本概念
0.系统和环境
系统: 热力学研究的对象(微粒组成的宏观集合体)。 环境: 与系统通过物理界面(或假想的界面)相 隔开并与系统密切相关的周围部分。
1.1.2燃烧热中和热教学设计2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。
-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。
-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。
-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。
3.测试评价：通过布置相关的测试题，了解学生对燃烧热和中和热的理解和掌握情况。例如，可以布置一些计算题、选择题、问答题等，让学生在规定时间内完成。通过学生的答题情况，了解他们对知识的掌握程度，并及时给予指导和解答。
4.作业评价：对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果。例如，可以对学生的燃烧热和中和热的计算题进行批改，指出其中的错误和不足，并给出修改意见。通过作业的反馈，鼓励学生继续努力，提高他们的学习效果。
-燃烧热测定：常采用量热法，通过测定燃烧过程中放出的热量来计算燃烧热。
-中和热测定：常采用量热法，通过测定中和过程中放出的热量来计算中和热。
6.燃烧热和中和热的注意事项
-燃烧热计算时，要确保反应物和生成物的物质的量准确无误。
-中和热计算时，要考虑溶液的浓度和体积，以及反应物的摩尔数。
7.燃烧热和中和热的实例分析
（3）网络资源：引导学生查阅相关网络资源，了解燃烧热和中和热在现实生活中的应用，拓宽视野。
教学实施过程
1.课前自主探索
教师活动：
-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。
-设计预习问题：围绕燃烧热和中和热的概念及计算方法，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。
针对学生的学情分析，教师在教学过程中需要关注学生的知识掌握情况，针对性地进行讲解和辅导。同时，通过设计有趣的实验和实际问题，激发学生的学习兴趣，提高他们的学习主动性。此外，教师还需注重培养学生的数学建模能力和科学探究精神，帮助他们更好地理解和应用燃烧热和中和热知识。
热统1-1
第一章 热力学的基本规律
Ch1.1热力学系统的平衡态及描述
Ch1.2热力学第○定律与温度
Ch1.3热力学第一定律与内能
Ch1.4 热力学第二定律与熵
Ch1.5重要的热力学势函数
本章小结
Ch1.1热力学系统的平衡态及描述
一、热力学系统
1、系统和外界
系统：热力学的研究对象—大量微观粒子组成的宏观系统
Ch5非平衡
Ch7玻尔兹 曼统计
Ch9系综统计
Ch11 非平衡
Ch8量子 统计
Ch10 涨落理论
六、课 程 基 本 情 况
一、计划课时：51—54 二、基本教材
汪志诚，热力学· 统计物理，第四版
三、主要参考书
1.马本坤等，热力学与统计物理学
2.苏汝铿，统计物理学
3.张启人，统计力学
热力学与统计物理
关系： = T p 已知实验系数，求物态。
１.２热力学第零定律与温度
３、典型的物态方程
１、理想气体 ＰＶ＝ｎＲＴ ２、范氏气体
an2 P V nb nRT 2 V
３、昂尼斯气体
PV nRT B(T ) P C (T ) P 2
归纳
宏观量＝<微观量>μ
等概率原理（孤立系统，平衡态）
从单个粒子 遵从的力学 规律出发， 求系统平均
热力学基本定律
演绎、推理
宏观的物性
宏观的、普遍性、可靠性； 不能推导出具体物质的特性； 不能解释涨落现象。
宏观物性
微观、唯理；
近似性。
四、发展历史
—1700 猜测：五行、四素
1、
2、1701—1850 实验：测温、热机、热功当量
热力学第一定律示范教案
2热力学第一定律教学目标1．能以系统为研究对象，用综合分析的方法推导出热力学第一定律。
2．能运用热力学第一定律解释和计算能量的转化、转移问题。
教学重难点教学重点：热力学第一定律。
教学难点：热力学第一定律。
教学用具多媒体课件相关资源【教学图片】做功并传热、【教学图片】内燃机、【教学图片】压缩冲程、【教学图片】做功冲程教学过程新课引入教师讲述：通过上一节的学习，我们知道，汽缸内一定质量的气体在加热的情况下，内能会增加；在外界对其压缩做功的情况下，内能也会增加。
那么，如果同时采用两种方式，则气体内能增加的情况与只采用单一方式时有区别吗？接下来我们就这个问题具体研究一下。
新课讲授一、热力学第一定律教师提出问题：一个物体，它既没有吸收热量也没有放出热量，请大家思考：①如果外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？②如果物体对外界做的功为W，则它的内能如何变化？变化了多少？教师依据学生的回答进行总结：一个物体，如果它既没有吸收热量也没有放出热量，那么，外界对它做多少功，它的内能就增加多少；物体对外界做多少功，它的内能就减少多少。
即Q=0时，∆U=W。
教师提出问题：一个物体，如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么：①如果物体吸收热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？②如果放出热量Q，它的内能如何变化？变化了多少？教师依据学生的回答进行总结：如果外界既没有对物体做功，物体也没有对外界做功，那么物体吸收了多少热量，它的内能就增加多少，物体放出了多少热量，它的内能就减少多少。
即W=0时，∆U=Q。
教师设问：如果有这样一个过程，外界既对系统做功W，又对系统传热Q，则这个过程中系统内能的变化量ΔU会多大？教师讲述：在这个过程中，系统既有因外界对其做功而改变的内能∆U1=W，又有因外界对其传热而改变的内能∆U2=Q。
由于做功与传热对改变系统的内能是等价的，则系统实际发生的内能的变化量应该是∆U=∆U1+∆U2=W+Q。
热统新教案第1次课
§1.1热力学系统的平衡状态及其描述本节要求：掌握：系统、外界、子系统，系统的分类，热力学平衡态及其描述。
1系统、外界、子系统（①掌握：系统与外界概念。
②了解：界面的分类。
③了解：系统与子系统的相对性）2系统的分类（掌握：孤立系、闭系、开系的概念。
）3热力学平衡态及其描述（①掌握：热力学平衡态概念。
②掌握：状态参量的描述及引入。
）一、几个基本概念1、系统：热力学所研究的具体对象称为热力学系统，简称为系统。
它是由大量的物质粒子（如原子、分子、电子等等）及场（如电磁场）所组成的宏观客体，其特点是在时间与空间上具有宏观的尺度，系统包含极大的自由度。
这就决定了热力学在研究内容和研究方法上都有自己的特点，自由度很小的系统则不是热力学的研究对象。
2、外界：与热力学系统相互作用着的周围环境称为系统的外界，简称为外界。
通常可把系统的外界概括为加在所研究系统上的一定的外界条件。
3、孤立系：不论系统内部的状况如何，可由加在系统上的外界条件来对系统进行分类：与周围环境没有任何相互作用的系统称为孤立系。
4、闭系：与周围环境没有物质交换，但可以有能量交换的系统，称为封闭系统，简称为闭系。
5、开系：与周围环境既有物质交换，也可有能量交换的系统称为开放系统，简称为开系。
二、热力学平衡态及状态参量1、热力学平衡态经验告诉我们，一个孤立系统，不论其初态如何复杂，只要经过足够长的时间，终将会达到某一确定的状态，此后，它的宏观性质不再随时间变化。
我们把孤立系统的宏观性质不随时间变化的状态，称为热力学平衡态或简称为平衡态。
否则称为非平衡态（如初始状态就是非平衡态）。
需要指出，对于封闭系统和开放系统来说，只要有恒定的外界作用，系统经过一定的时间后，也可以达到其宏观性质不随时间变化的状态，系统的这种状态称为稳恒态，与系统的平衡态是不同的。
关于孤立系统的平衡态，我们要注意以下特点：•如果孤立系统开始处于非平衡态，需要一定的时间间隔之后，才能达到平衡态，这一定的时间间隔称为弛豫时间，弛豫时间时间有长有短，由具体系统的性质及具体的弛豫机制来定。
热是怎样传递的教学设计宋海明
教科版五年级下《热是怎样传递的》教学设计南阳市油田二中宋海明【教材分析】热是一种能量形式，在小学阶段，让小学生探究热，更主要的还是观察和思考一些与物体冷热程度有关的现象，即热现象。
本单元，主要是让学生在已有的对热现象认识的基础上，经历观察探究物质在热量变化过程中产生的不易觉察的变化，主要指热胀冷缩现象和热量传递的过程。
《热是怎样传递的》是教科版五年级下册第二单元《热》中的第六课内容。
这一课承接了第五课《金属热胀冷缩吗》的内容，在第五课中经历酒精灯给金属物体加热时，学生已经初步感觉到了热量会传递的现象。
同时，第七课《传热比赛》中又应用到了热传递的结论，所以从这一点上来说，《热是怎样传递的》这一课在本单元有着承上启下的作用。
本课教材安排了两个主要的探究活动。
第一个活动是：热在金属条中的传递。
先通过学生用手触摸来感受到金属条中热量的传递，进而判断热传递的过程和方向。
在这个基础上设计直观的实验，观察金属条中热传递的过程和方向。
目的是要用眼清楚地看到热传递的方向及过程。
第二个活动是：热在金属片中的传递。
这一教学环节希望学生能更深入地观察热传导现象。
根据日常生活中的经验，学生们往往会认为热传导是一个线行的过程，经过上面的实验观察活动，似乎更强化了他们的这种认识。
热传导真是这样的吗？教科书设计了观察金属片中的热传递的活动，这项活动，不仅拓宽了学生探究思路，也会使学生对热传导产生新的认识。
更深刻地认识到热是从温度高的地方传向温度较低的地方。
从教材安排的来看，学生在经历第一个探究活动后就能准确地得出热是从温度高的地方传递到温度低的地方，第二个活动的目的是使学生更深入的观察，使其对热传递有更全面的认识和理解。
金属片上热传递的过程和方向,是对第一个实验的拓展,从点到面,更加加深了学生对热传导的理解。
整节课让学生处于不断的猜想设计验证当中，思维不断地激活，过程不断地完善。
【学情分析】学生通过对物体热胀冷缩性质的研究，已经具备了一些研究方法和技能，还具有一定的合作探究习惯，对探究热量是怎么传递的现象，不仅具有强烈的好奇心和探究的热情，还具备一定的实验设计和动手能力。
热统6
（3）能级与简并
微观粒子的能量是不连续 的,每一个不连续的能量值按 高低排序称为能级。 量子态可以位于不同的能 级上。如果一个能级只有一个 量子态，该能级称为非简并的。 如果一个能级上的量子态不止 一个，则该能级就称为简并的。 一个能级上的的量子态数称为 该能级的简并度，g用表示。 … … n=4 n=3 n=2 n=1 n=0
第六章 近独立粒子的最概然分布 4
自然现象与自然规律
现象分类 确定性现象 规律 动力学 规律 因果律 创始人 必然性 典型成果
伽利略 海王星 牛顿 彗星 拉普拉斯 随机性现象 统计规律 偶然性 玻耳兹曼 统计物理 吉布斯 量子力学 混沌现象 非线性 规律 非线性 庞加莱 混沌 分形 孤立子
5
第六章 近独立粒子的最概然分布
第六章 近独立粒子的最概然分布 11
μ空间 由2r个广义坐标和广义动量构成的一个2r维直角 坐标空间。微观粒子的一个运动状态可由μ空间中一 点表示。
μ空间中一点的坐标 （q1 , q2 , qr；p1 ,
p2 , pr）
μ空间中任何一点代表力学体系中一个粒子的一 个运动状态，这个点称为代表点。当粒子运动状态随 时间改变时，代表点相应地在μ空间中移动，描画出 一条轨迹。
第六章 近独立粒子的最概然分布 14
x0L px
第六章 近独立粒子的最概然分布
15
（二）一维线性谐振子
质量为m的粒子在弹性力f=-Ax作用下,将在 原点附近作圆频率为 A m 的简谐振动，称为 线性谐振子。 如在一定条件下的分子内原子的振动，晶体 中原子或离子在其平衡位置附近的振动。 自由度：1 μ空间维数：2 广义坐标： 广义动量： p mx
热统授课大纲
热力学统计物理授课大纲开课学院：物理与电子信息学院授课教师：伍林职称：副教授专业班级：物理12级一、课程教学目标热力学统计物理是理论物理四大力学之一，是物理专业本科的一门理论必修课。
本课程目的在于针对热运动的特点，掌握和建立一套热力学、统计物理的基本知识和研究方法，从而为研究热运动的规律、与热运动有关的物性及宏观物质系统的演化打下基础，为进一步学习固体物理、天体物理等学科作好准备。
（1）热力学统计物理研究由大量微观粒子或准粒子组成，具有大量随机变化自由度的宏观系统。
由于系统的自由度数目非常大和自由度的随机性，即使我们彻底地掌握了单个粒子的运动规律和粒子间相互作用的规律，也不可能写出全部运动方程，更无法准确知道并利用全部初始条件求解运动方程。
必须明确的是，不能用纯粹力学方法研究有大量随机自由度的宏观系统，不仅是由于技术上的困难，更重要的是，由于大量随机自由度的存在，导致性质上出现全新的规律。
因此研究这类系统的方法必须有本质上的改变，即由确定论的方法改变为概率论的方法。
（2）掌握热力学的基本规律和统计物理的基本理论，理解系统的各种平衡条件和正则分布，了解系统的相变理论，非平衡态统计和涨落理论。
会用来解决一些基本的和专业有关的一些热运动方面的问题二、课程教学内容及课时安排导言、第一章（2+10学时）1、热运动、热力学和统计物理的任务、热力学方法的特点和统计物理方法的特点；热力学系统、外界、孤立系统、封闭系统和开放系统；热力学平衡态和稳恒态，状态函数和四类状态参量；简单系统，均匀系、相、单相系和复相系；绝热壁和透热壁、热接触、热平衡、热平衡定律（热力学第零定律）；由热平衡定律引入态函数温度；温度计、温标、定容气体温度计（温标）、理想气体温度计（温标）；理想气体温标与热力学温度之间的关系。
2、物态方程，体胀系数、压强系数和等温压缩系数及其关系。
在热力学中推出物态方程的两种方法（1）利用波意耳定律、阿伏伽德罗定律和理想气体温标定义推出理想气体状态方程；（2）利用体胀系数和等温压缩系数推出理想气体状态方程和简单液体和固体状态方程；理想气体定义；了解实际气体的范德瓦耳斯方程和昂尼斯方程；广延量和强度量。