《材料热力学与动力学》课程教学大纲doc.docx
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《材料热力学与动力学》课程教学大纲doc
《材料热力学与动力学》课程教学大纲
课程代码：
0802305133
课稈名称：
材料热力学与动力学
英文名称：
Thermodaynamicsandkineticsofmaterials
总学时：
72讲课学时：
64实验学时：
8上机学时：
0课外学时：
10
学分：
4.5
适用对象：
材料工程专业四年制木科二年级阶段
先修课程：
高等数学、大学物理、无机化学
一、课程性质、目的和任务
材料热力学与动力学是材料科学的重要专业基础课。
它从材料的物理、化学现象及其联系入手，运用物理的理论和实验方法来研究材料的物理、化学行为的原理、规律和方法的学科，
二、教学基本要求（黑体，小4号字）
材料热力学目的在于让学生理解热力学基础并把这些原理结合材料加以应用，在此基础上，熟悉相图热力学和相变热力学，了解相图计算的原理和应用。
材料动力学的任务在于具体地描述材料制备和使用过稈屮的微观机制、转变途径、转变速率及一些物理参量对它们的影响。
木课程的目的与任务是通过木门课程的学习，要求学生掌握材料热力学、动力学和材料电化学、材料表血性质等基木概念、基本理论及计算方法，培养他们运用所学理论知识去解决实际问题的能力，并为后继专业课稈如化工原理、仪器分析及实验、化工热力学等提供更直接的理论基础，起着承上启下的枢纽作用。
三、教学内容及要求（黑体，小4号字）
本课稈总72学时，其屮授课计划64学时（总结复习8学时），授课学时分配如下：
基本要求分三级：
A级一掌握，B级一理解，C级一了解。
第1章绪论与气体性质（2学时）
1、物理化学的研究内容、方法和学习目的（C）
2、理想气体状态方稈和混合气体的性质（A）
第2章热力学第一定律（12学时）
1、热力学基本概念（C）
2、热力学第一定律（B）
3、恒容热、恒压热、焙（A）
4、盖斯定律（A）
5、热容（B）
6、可逆过程和可逆体积功（B）
7、节流膨胀（C）
8、热力学第一定律在理想气体简单过稈屮的应用（A）
9、热力学第一定律在相变屮的应用（A）
10、反应焙（B）
第3章热力学第二定律（14学时）
1、卡诺循环（C）
2、热力学第二定律（B）
3、爛（B）
4、爛变的计算（A）
5、热力学第三定律（B）
6、亥姆霍兹函数和吉布斯函数（B）
7、亥姆霍兹函数变和吉布斯函数变的计算（A）
8、热力学基木方程（A）
9、克拉佩龙方程（A）
10、麦克斯韦关系式（C）
第4章多组分系统热力学（7学时）
1＞纟H成表示法（C）
2、偏摩尔量（B）
3、化学势（B）
4、理想气体的化学势（B）
5、拉乌尔定律和享利定律（A）
6、理想液态混合物（C）
7、理想稀溶液（C）
8、稀溶液的依数性（C）
9、逸度及逸度因了（C）
10、活度及活度因了（C）
第5章化学平衡（4学时）
1、化学反应的方向和限度（C）
2、化学反应等温方程（C）
3、标准平衡常数（A）
4、标准摩尔反应吉布斯函数变的计算（B）
5、温度对标准平衡常数的影响（A）
6、影响平衡的因素分析（A）
第6章相平衡（7学时）
1、相律（B）
2、杠杆规则（A）
3、单纽.分体系相图（A）
4、二组分理想液态混合物的气•液平衡相图（A）
5、二组分真实液态混合物的气■液平衡相图（A）
6、二纽.分部分互溶或完全不互溶体系的气•液平衡相图（A）
7、二组分固态不互溶体系的液■固相图（A）
8、二组分固态互溶体系的液•固相图（A）
9、生成化合物的二组分液■固相图（A）
10、三组分体系相图（C）
第7章化学动力学（8学时）
1、化学反应速度（B）
2、化学反应的速率方程（C）
3、速率方程的积分形式（A）
4、速率方程的确定（C）
5、温度对速率常数的影响（A）
6、活化能（B）
7、典型复合反应（C）
8、链反应动力学（C）
9、反应速度理论（C）
10、溶液屮反应动力学（C）
11、多相反应（C）
12、光化学反应（C）
13、催化作用（C）
第X章电化学（8学时）
1、电解质溶液导电机理和法拉第定律（C）
2、离子迁移数（C）
3、电导率和摩尔电导率（B）
4、电解质的平均离了活度及平均活度系数（B）
5、可逆电池（C）
6、原电池热力学（A）
7、电极电势（A）
8、电极分类（C）
9、分解电压（C）
10、极化作用（C）
第9章表血面现彖（6学时）
1、表血吉布斯函数和表面张力（B）
2、弯曲液血的附加压力及其后果（C）
3、固体表面（C）
4、液.固界血（C）
5、溶液表面（C）
笫10章胶体化学（4学时）
1、胶体简介（C）
2、胶体体系的制备（C）
3、胶体的光学性质（C）
4、胶体的动力学性质（C）
5、胶体的电学性质（A）
6、溶胶的稳定与聚沉（B）
7、悬浮液和乳状液（C）
四、实践环节
课堂讲授时注意结合工程实践开展讨论，加深对有关规律的认识。
五、课外习题及课程讨论
正文为宋体，5号字
六、教学方法与手段
木课程以课堂教学为主，教学屮应力求理论联系实际，着重讲解教材的重点与难点，同时应充分重视和加强习题课。
本课程要求学生主动自学、完成作业训练、要求学生主动积极的参与教学过程，联系实际工程实践，注意培养分析、解决问题的能力。
七、各教学环节学时分配
章节（或内容）
讲课
习题课
讨论课
实验
上机
其它
合计
第一章气体
2
2
第二章热力学第一定律
10
1
1
12
第三章热力学第二定律
12
1
1
14
第四章多组分系统热力学
7
7
第五章化学平衡
4
4
第六章相平衡
7
7
第七章化学动力学
6
2
8
第八章电化学
7
1
8
第九章表面现象
5
1
6
第十章胶体分散系统
4
4
合计
72
八、考核方式
闭卷考试。
课程成绩评定方式如下：
1、平时成绩：
包括出勤、课堂提问、作业等，占30%。
2、期末考试成绩：
占70%。
3、综合考核成绩：
总成绩二平时（30%）+期末（70%）o
九、推荐教材和教学参考书（黑体，小4号字）
教材：
沈文霞.物理化学核心教程（第2版）［M］.北京：
科学岀版社，2009
参考书：
［1］傅献彩，沈文霞等.物理化学（第5版）［M］.北京：
高等教育出版社，2005
［2］傅玉普、林青松、王新平.物理化学学习指导（第3版）大连理工大学出版社，2006
［3］金继红，何明屮.物理化学习题详解（第4版）［M］.武汉：
华屮科技大学出版社，2003
［4］高盘良.物理化学学习指南（第1版）［MJ.北京：
高等教育出版社，2002
［5］北京化工大学.物理化学例题与习题（第1版）［M］.北京：
化学工业出版社，2001
十、说明
教学环节时间分配nJK实际情况适当调整。
大纲制订人：
黄玉安
大纲审定人：
韩冰
制订日期:
2010年5月
《材料热力学与动力学》课程实验教学大纲
一、实验教学目标与基本要求
材料热力学与动力学实验是高分了科研与教学屮不可缺少的一个环节，它是培养高分了材料与工程专业学生动手能力和实践能力的一门主要课稈，是专业基础课的理论与实际相结合的课稈。
通过实验，使学生了解和掌握验证热力学与动力学的实验方法及实验与理论之间的关系，从而在感性上进一步加深理解材料热力学与动力学的原理，掌握实验知识和技能,为以后学习和从事相关学科内的工作打下基础。
1、对实验操作、关键技术给予详细的说明和具体指导；
2、对实验报告的内容、格式明确说明要求；
3＞培养学生动手能力；
4、启发学生运用所学知识分析、解决实验屮出现的问题。
二、本实验课程的基本理论与实验技术知识
热力学屮的关于热力学第一定律的原理、等压热效应与等容热效应的计算方法和公式;动力学中的关于反应速率的理论，一级反应速率的计算方法和测试手段。
三、实验方法、特点与基本要求
1、实验方法：
等容热效应的测定、旋光仪、表面张力测定仪的使用。
2、特点：
化学热力学屮测定反应热的基本手段是氧弹，氧弹的充气、点火丝的加工等细节是实验成败的关键，在实验屮需要特别注意；旋光仪的开关步骤及计时是实验成败的关键，实验过稈相对简单，但是数据处理有一定难度，需要加以指导"
3、基木要求：
掌握等容热效应的计算方法以及由此推算等压热效应；掌握一级反应的数据处理方法；可根据一级反应速率的测定进行扩展，独立设计实验方法，研究不同酸及不同酸浓度对反应速率常数的影响；使用表血张力测定装置用最大气泡法测定表血张力及验证Gibbs吸附等温式。
四、实验主要仪器设备
氧弹、压片机、氧气瓶、定压仪、烧杯、锥形瓶、超级恒温水浴、旋光仪、表面张力测定仪、移液管等。
五、实验项目设置与内容提要
序号
实验项目
内容提要
实验学时
实验类型
每组人数
实验要求
1
燃烧热的测定
使用氧弹测定茶的等压热效应，先测定苯屮酸的比热容，最后推算蔡的等容热效应
4
验证
3〜5
必做
2
-级反应速率的测定一一蔗糖水解
通过使用旋光仪旋光角的变化测定蔗糖溶液在酸性条件下的水解速率
4
验证
3〜5
选做
3
表面张力的测定最大气泡法
通过使用表面张力测定仪测定表面张力并研究表面张力随溶液浓度的变化
4
验证
3〜5
选做
六、实验报告要求
要求有完整的实验现象记录、数据处理及结果分析，完整的实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项、思考题等。
七、考核方式与成绩评定标准
实验成绩：
考勤纪律15%、预习准备15%、实验操作30%、实验报告40%。
八、教材及主要参考资料
教材：
自编教材
参考书：
《材料热力学与动力学实验指导书》，高分了教研室自编教材，2007o
大纲制定人：
黄玉安
大纲审定人：
韩冰
制定日期:
2010年6月
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