课程简介
《材料热力学》课程是材料类专业本科生的核心基础课程。材料热力学是热力学基本原理在材料科学研究中的应用，其与动力学、晶体学及固体物理和固体化学等共同组成了材料科学的学科基础。材料热力学的主要任务是揭示材料中相和组织的形成规律，确定相稳定性、相变方向及相变驱动力等。应用材料热力学基本原理可以阐明和预测相图、相变以及材料的其他物理现象。本课程的主要任务是培养学生应用基本热力学原理解决材料研究中具体问题及解释材料科学中热力学现象的能力。课程主要讲述内容包括：热力学三大定律、溶液模型、相图热力学及相变热力学等。通过该课程的学习，要求学生掌握热力学基本定律，理解热力学定律是如何通过热力学函数应用到材料科学研究领域而形成材料热力学规律的。
课程大纲
第一章 绪论
1)t热力学的引出
2)t热力学发展史
3)t热力学的分类
4)t材料热力学简介
第二章 热力学第一定律
2.1 热力学基本概念
2.2 理想气体
2.3 热力学第一定律
2.4 功的计算
2.5 热的计算
2.6 第一定律在理想气体中的应用
2.7 第一定律在实际气体中的应用
2.8 第一定律在相变过程中的应用
第三章 热力学第二定律
3.1t自发过程
3.2 热力学第二定律
3.3tCarnot循环及Carnot定理
3.4t熵与克劳修斯不等式
3.5t熵变的计算
3.6t熵的统计意义
3.7t热力学第三定律
第四章 热力学函数及基本关系式
4.1 自由能函数及判据
4.2 热力学函数及基本关系式
4.3 热力学基本关系式的应用
4.4 自由能的计算
4.5 Gibbs-Helmholtz方程
第五章 溶液的热力学性质
5.1 溶液概述
5.2 偏摩尔量
5.3 化学势
5.4 气体的化学势
5.5 拉乌尔定律和理想溶液
5.6 亨利定律和稀溶液
5.7 实际溶液
第六章 相平衡
6.1 多相体系平衡的一般条件
6.2 相律
6.3 单组分体系的相平衡
6.4 二组分体系气-液相图
6.5 二组分体系液-液相图
6.6 二组分体系液-固相图
6.7 相图的规律性
第七章 相图热力学
7.1 单组分体系自由能与相图
7.2 二组分体系自由能
7.3 二组分体系相平衡
7.4 二组分体系相图计算
第八章 相变热力学
8.1 相变的分类
8.2 形核驱动力
8.3 相变驱动力
8.4 Spinodal分解
1)t热力学的引出
2)t热力学发展史
3)t热力学的分类
4)t材料热力学简介
第二章 热力学第一定律
2.1 热力学基本概念
2.2 理想气体
2.3 热力学第一定律
2.4 功的计算
2.5 热的计算
2.6 第一定律在理想气体中的应用
2.7 第一定律在实际气体中的应用
2.8 第一定律在相变过程中的应用
第三章 热力学第二定律
3.1t自发过程
3.2 热力学第二定律
3.3tCarnot循环及Carnot定理
3.4t熵与克劳修斯不等式
3.5t熵变的计算
3.6t熵的统计意义
3.7t热力学第三定律
第四章 热力学函数及基本关系式
4.1 自由能函数及判据
4.2 热力学函数及基本关系式
4.3 热力学基本关系式的应用
4.4 自由能的计算
4.5 Gibbs-Helmholtz方程
第五章 溶液的热力学性质
5.1 溶液概述
5.2 偏摩尔量
5.3 化学势
5.4 气体的化学势
5.5 拉乌尔定律和理想溶液
5.6 亨利定律和稀溶液
5.7 实际溶液
第六章 相平衡
6.1 多相体系平衡的一般条件
6.2 相律
6.3 单组分体系的相平衡
6.4 二组分体系气-液相图
6.5 二组分体系液-液相图
6.6 二组分体系液-固相图
6.7 相图的规律性
第七章 相图热力学
7.1 单组分体系自由能与相图
7.2 二组分体系自由能
7.3 二组分体系相平衡
7.4 二组分体系相图计算
第八章 相变热力学
8.1 相变的分类
8.2 形核驱动力
8.3 相变驱动力
8.4 Spinodal分解