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《热统》教学手记第2篇：热力学第二定律卡诺定理: 热度 3 qhliu 2018-9-23 18:40; 进度：第二次课 § 1.5- § 1.14( 不含 § 1.12) 。预计第三次课结束本章： § 1.12- § 1.18( 其中 § 1.13 会再次提到 ) 同学提问如图所示的第一个方程中成立的一个必要条件是中间的一项 ( 红圈 ) 不能为零，可是，在推导 (1.7.2) 式时，用到了它为零。说明这个方程其实和 (1.7.1) 不完全等价。是吗？断想数学仅仅是物理的奴仆。物理图像本身是第一性的，数学的描述仅仅是一个工具。不能脱离于物理使用数学，否者学的不是物理，而是应用数学，甚至未达到应用物理的程度。内能的隐秘之处从焦耳等人的热和功相当的实验中，可以确认一个和热与功这个过程导致系统某种状态改变相关的状态函数，这就是内能。有了内能，首先必须知道如何测量 ! 可是内能无法直接测量，也就是内能的绝对值没有意义，有意义的是内能的相对改变。一个能直接测量的量是热容量。反过来，测量了热容量，就可以了解内能的信息。断想内能是一个唯象概念。很多热力学函数，例如自由能、吉布斯函数、巨热力学势、等，不见得能直接测量，但是能搭起从实验到实验之间的桥梁。很像梯子的横档，没有这些横档，是爬不到梯子的顶端的。陷阱卡诺定理和理想气体卡诺循环一点关系也没有！断想赵凯华老师曾说，不要看见循环就去计算效率。开放性问题牛角尖 p.36 有个脚注。这个脚注是必要的。但是，如果用更小的篇幅能避免陷阱，何必舍近求远 ? 断想能一泻千里的时候，最好不要有人造的漩涡。 ---- 教材：汪志诚《热力学统计物理》 ( 第五版 ) ，共 48 课时。希望每周一志，本篇是第二志。 1 ，《热统》教学手记第 1 篇：温度与功; 个人分类: 大学教育|9715 次阅读|12 个评论

《热统》教学手记第1篇：温度与功: 热度 6 qhliu 2018-9-19 16:08; 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 )。 2018 年 9 月 19 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 = α T 。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。; 个人分类: 大学教育|7261 次阅读|18 个评论

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