МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Термодинамика
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра радиофизики и теоретической физики
Направление подготовки03.03.02. Физика
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план03_03_02_Ф-4-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 72
Виды контроля по семестрам
зачеты: 6

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (6) Итого
Недель 19,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 14 14 14 14
Практические 22 22 22 22
Сам. работа 72 72 72 72
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):

Рецензент(ы):

Рабочая программа дисциплины
Термодинамика

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 03.03.02 ФИЗИКА (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №937)

составлена на основании учебного плана:
03.03.02 Физика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 9/2020-21
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра радиофизики и теоретической физики

Протокол от 15.06.2020 г. № 9/2020-21
Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор Лагутин Анатолий Алексеевич

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Получение знаний о фундаментальных законах термодинамики, физических процессах и явлениях, рассматриваемых в рамках данной дисциплины. Освоение аксиоматического аппарата термодинамики. Освоение методов циклов и потенциалов применительно к решению задач термодинамики. Применение методов термодинамики к слабонеравновесным процессам.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-3: способностью использовать базовые теоретические знания фундаментальных разделов общей и теоретической физики для решения профессиональных задач
ПК-1: способностью использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.О современном состоянии, теоретических работах и результатах экспериментов в данной области исследований.
О перспективных направлениях исследований в области термодинамики.
3.2.Уметь:
3.2.1.Знать аксиоматический базис термодинамики.
Уметь применять методы циклов и термодинамических потенциалов к решению задач.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.решения задач термодинамики для равновесных процессов.
применения законов и методов термодинамики к слабонеравновесным процессам.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Основные положения термодинамики. Термическое и калорическое уравнения.Основные законы и методы термодинамики, начала термодинамики, термодинамические потенциалы, уравнения и неравенства.
1.1. Термодинамические системы, параметры, равновесие. Постулаты термодинамики. Гомогенные и гетерогенные системы. Внутренняя энергия, работа, теплота. Термическое и калорическое уравнения состояния. Лекции 6 2 ОПК-3 Л1.1, Л1.2
1.2. Термическое и калорическое уравнение состояния. Практические 6 4 ОПК-3 Л1.1
1.3. Основные положения термодинамики. Сам. работа 6 12 ОПК-3 Л1.1
Раздел 2. Первое начало термодинамики: формулировка и уравнение.
2.1. Равновесные и неравновесные процессы. Первое начало термодинамики: формулировка и уравнение. Теплоемкость термодинамической системы. Лекции 6 1 ОПК-3 Л1.1
2.2. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Практические 6 4 ОПК-3 Л1.1
2.3. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Сам. работа 6 12 ОПК-3 Л1.1
Раздел 3. Второе начало термодинамики. Основное уравнение термодинамики для равновесных процессов.
3.1. Второе начало термодинамики: общая характеристика, формулировка, уравнение. Абсолютная термодинамическая температура. Основное уравнение термодинамики для равновесных процессов. Лекции 6 1 ОПК-3 Л1.1, Л1.2
3.2. Второе начало термодинамики. Абсолютная термодинамическая температура. Основное уравнение термодинамики для равновесных процессов. Энтропия. Практические 6 4 ОПК-3 Л1.1, Л1.2
3.3. Второе начало термодинамики. Абсолютная термодинамическая температура. Основное уравнение термодинамики для равновесных процессов. Сам. работа 6 4 ОПК-3 Л1.1, Л1.2
Раздел 4. Второе начало термодинамики для неравновесных процессов. Теоремы Карно. Основное неравенство термодинамики. Третье начало термодинамики. Недостижимость абсолютного нуля температуры. Энтропия и ее вычисление.
4.1. Второе начало термодинамики для неравновесных процессов. Лекции 6 2 ОПК-3 Л1.1, Л2.1, Л1.2
4.2. Второе начало термодинамики для неравновесных процессов. Теоремы Карно. Основное неравенство термодинамики. Третье начало термодинамики. Недостижимость абсолютного нуля температуры. Энтропия и ее вычисление. Практические 6 4 ОПК-3 Л1.1, Л1.2
4.3. Второе начало термодинамики для неравновесных процессов. Теоремы Карно. Основное неравенство термодинамики. Третье начало термодинамики. Недостижимость абсолютного нуля температуры. Энтропия и ее вычисление. Сам. работа 6 4 ОПК-3 Л1.1, Л2.1
Раздел 5.
5.1. Метод циклов. Метод термодинамических потенциалов. Основные термодинамические потенциалы. Лекции 6 2 ОПК-3 Л1.1, Л2.2
5.2. Метод циклов. Метод термодинамических потенциалов. Основные термодинамические потенциалы. Практические 6 2 ОПК-3 Л1.1, Л2.2
5.3. Метод циклов. Метод термодинамических потенциалов. Основные термодинамические потенциалы. Сам. работа 6 12 ОПК-3 Л1.1, Л2.2
Раздел 6. Условия устойчивости и равновесия, фазовые переходы.
6.1. Условия термодинамического равновесия. Общие условия равновесия и устойчивости. Равновесие однородной системы. Равновесие однофазной системы. Равновесие в многофазных системах. Правило фаз Гиббса. Лекции 6 2 ОПК-3 Л1.1
6.2. Условия термодинамического равновесия. Общие условия равновесия и устойчивости. Равновесие однородной системы. Равновесие однофазной системы. Равновесие в многофазных системах. Правило фаз Гиббса. Практические 6 2 ОПК-3 Л1.1
6.3. Условия термодинамического равновесия. Общие условия равновесия и устойчивости. Равновесие однородной системы. Равновесие однофазной системы. Равновесие в многофазных системах. Правило фаз Гиббса. Сам. работа 6 8 ОПК-3 Л1.1
Раздел 7. Фазовые переходы
7.1. Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Уравнения Эренфеста. Лекции 6 2 ОПК-3 Л1.1
7.2. Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Уравнения Эренфеста. Практические 6 2 ОПК-3 Л1.1
7.3. Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Уравнения Эренфеста. Сам. работа 6 8 ОПК-3 Л1.1
Раздел 8. Основы термодинамики необратимых процессов, соотношения Онсагера, принцип Ле-Шателье.
8.1. Основные положения термодинамики необратимых процессов. Соотношения Онсагера, принцип Ле-Шателье. Лекции 6 2 ОПК-3 Л1.1
8.2. Основные положения термодинамики необратимых процессов. Соотношения Онсагера, принцип Ле-Шателье. Сам. работа 6 12 ОПК-3 Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
1. Предмет термодинамики. Термодинамические системы. Гомогенные и гетерогенные системы.
2. Постулаты термодинамики. Внутренняя энергия. Теплота, работа.
3. Термическое и калорическое уравнения состояния. Равновесные и неравновесные процессы.
4. Уравнение первого начала термодинамики. Теплоемкости.
5. Уравнения политропного и адиабатного процессов.
6. Общая характеристика и формулировка второго начала термодинамики.
7. Термодинамическая температура.
8. Теоремы Карно.
9. Основное неравенство термодинамики. Неравенство Клаузиуса.
10. Формулировка третьего начала термодинамики. Вычисление энтропии.
11. Химический потенциал и его связь с другими термодинамическими характеристика-ми.
12. Метод циклов.
13. Метод термодинамических потенциалов.
14. Общие условия равновесия и устойчивости.
15. Равновесие и устойчивость однородной системы.
16. Равновесие двухфазной однокомпонентной системы.
17. Правило фаз Гиббса.
18. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
19. Фазовые переходы второго рода. Уравнения Эренфеста.
20. Изотермы реального газа. Правило Максвелла.
21. Термодинамика равновесного теплового излучения.
22. Исходные положения и основные уравнения термодинамики необратимых процес-сов.
23. Химические реакции и процессы релаксации.
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
5.3. Фонд оценочных средств
см. приложение
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Базаров И.П. Термодинамика: учебник СПб.: Лань, 2010 http://elibrary.sgu.ru/uch_lit/554.pdf
Л1.2 Ансельм А.И. Основы статистической физики и термодинамики.: Учеб. пособие для студентов вузов. СПб.: "Лань" // ЭБС "Лань", 2007 https://e.lanbook.com/book/692#book_name
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, Е. В. Стефанюк Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. для бакалавров М. : Юрайт, 2011
Л2.2 И. И. Новиков Термодинамика: учеб. пособие СПб. : Лань, 2009
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Термодинамика https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=2003
6.3. Перечень программного обеспечения
6.4. Перечень информационных справочных систем

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины