Термодинамика (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Физико-технический институт

Кафедра моделирования физических процессов и систем

ШАБАЕВА Н. И.

ТЕРМОДИНАМИКА

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 03.03.03«Радиофизика»;

очная форма обучения

Тюменский государственный университет

2015

. Термодинамика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 03.03.03«Радиофизика», очная форма обучения. Тюмень, 2015. 18 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Термодинамика[электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. utmn3plus. ru., раздел «Образовательная деятельность», свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой моделирования физических процессов и систем. Утверждено директором Физико-технического института.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой моделирования физических процессов и систем , к. ф.-м. н., доцент

© Тюменский государственный университет, 2015.

©, 2015.

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:

1.  Пояснительная записка, которая содержит:

1.1.  Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является изучение фундаментальных принципов (начал) термодинамики и их применение для описания свойств макроскопических равновесных и неравновесных систем, фазовых переходов первого и второго рода, критических состояний вещества.

Задачи учебного курса:

– расширить знания студентов по аксиоматике термодинамики;

- сформировать понятие энтропии как функции состояния, характеризующей направленность процессов;

– познакомить студентов с различными методами термодинамики;

– овладеть навыками построения основных термодинамических потенциалов;

–научить применять общие условия равновесия к различным системам;

–изучить понятие и классификацию фазовых переходов.

1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина «Термодинамика» входит в вариативную часть профессионального цикла.

Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные в результате освоения предшествующих дисциплин: «Молекулярная физика», «Теоретическая механика», «Электродинамика», «Уравнения математической физики», «Векторный и тензорный анализ».

Освоение дисциплины «Термодинамика» необходимо при последующем изучении дисциплин «Статистическая физика и физическая кинетика», «Квантовая механика», «Основы механики сплошной среды», «Статистическая радиофизика», «Физическая электроника» , а также для подготовки и написания выпускной квалификационной работы.

Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

Таблица 1.

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	Статистическая физика и физическая кинетика	+	+	+	+	+				+
2.	Квантовая механика	+	+	+			+		+	+
3.	Электродинамика	+	+	+	+	+	+	+	+
4.	Основы механики сплошной среды		+	+	+	+	+	+	+	+
5.	Статистическая радиофизика		+	+	+	+	+	+	+	+
6.	Физическая электроника	+		+	+			+	+	+

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.

В результате освоения ОП бакалавриата выпускник должен обладать следующими компетенциями:

- способностью к овладению базовыми знаниями в области математики и естественных наук, их использованию в профессиональной деятельности (ОПК-1);

-способностью самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии (ОПК-2);

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине:

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

–аксиоматику термодинамики;

-основные термодинамические процессы и их уравнения

– основные термодинамические потенциалы открытых и закрытых систем;

– классификацию фазовых переходов;

– условия устойчивого равновесия различных систем;

–термодинамику диэлектриков и магнетиков;

–термодинамику плазмы;

Уметь:

– применять методы термодинамики для определения калорических и термических свойств равновесных систем;

– получать расчетные формулы для теплоемкостей системы в различных процессах;

– исследовать условия устойчивого равновесия различных систем;

– применять второе начало термодинамики для расчета кпд идеальных тепловых циклов;

– применять метод потенциалов к расчету термодинамики диэлектриков и магнетиков;

–описывать фазовые переходы вещества;

– определять коэффициенты переноса необратимых процессов.

Владеть:

– навыками работы в среде символьной математики Maple 12 (или выше) в рамках изучаемых методов;

– математическим аппаратом дифференциального, интегрального исчислений.

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Дисциплина читается в 7 семестре. Форма промежуточной аттестации: контрольная работа и зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 академических часов, из них 56,6 часа, выделенных на контактную работу с преподавателем, 51,4 часа, выделенных на самостоятельную работу.

Таблица 2.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
7
Контактная работа:
Аудиторные занятия (всего)	56,6
В том числе:	-	-
Лекции	36
Практические занятия (ПЗ)	18
Семинары (С)
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Иные виды работ:	2,6
Самостоятельная работа (всего):	51.4
Общая трудоемкость зач. ед. час	3
104
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)		з, к/р

2.  Тематический план

Таблица 3.

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Итого часов по теме	Из них в интерактивной форме	Итого количество баллов
Лекции*	Семинарские (практические) занятия*	Самостоятельная работа*
Седьмой семестр
	Модуль 1
1.	1. Первое начало термодинамики. Теплоемкости системы. Основные термодинамические процессы и их уравнения.	1-4	8	4	16,4	32	2	0-20
	Всего		8	4	16	32	2	0-20
	Модуль 2
1.	2. Второе начало термодинамики для равновесных систем. Энтропия системы. Основное уравнение термодинамики.	5-6	4	2	8	18	1	0-12
2.	3. Второе начало термодинамики для неравновесных систем.	7	2	2	2	6		0-8
3.	4. Тепловые циклы. Цикл Карно. Теоремы Карно.	8	2	2	10	16	1	0-10
	Всего		8	6	20	40	2	0-30
	Модуль 3
1.	5. Метод термодинамических потенциалов.	9-10	4	4	18	30	2	0-16
2.	6. Общие условия устойчивого равновесия различных систем. Условия равновесия однородной системы.	11-13	6	1	8	16	1	0-14
3.	7. Условия равновесия двухфазной однокомпонентной системы. Правила фаз Гиббса.	14	2	1	2	6		0-10
4.	8.Фазовые переходы первого и второго рода. Роль поверхностного натяжения при образовании новой фазы. Критические явления.	15-17	6	2	6	14	1	0-8
5.	9. Теорема Нернста и ее следствия.	18	2		2	6		0-2
	Всего	20	16	8	36	6	4	0-2
	Итого за семестр (часов, баллов)		36	18	51,4	108	10	0-100
	Из них в интерактивной форме		2	7			9

4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля