《热力学与统计物理》是研究物质的热现象和热运动规律的重要基础理论课
程。热力学主要采用宏观的研究方法，统计物理学主要采用微观的研究方法，两
种方法相辅相成，互相取长补短，各有特色又融会贯通。
主要内容包括：热力学第一定律，热力学第二定律，熵增加原理，热力学第
三定律，热力学函数及其应用，特性函数，平衡判据，平衡条件与平衡的稳定性
条件，单元系的复相平衡，相变热力学，多元系的复相平衡与化学平衡条件，吉
布斯相律，混合理想气体的性质；统计物理学的基本概念，系统微观状态的描述，
宏观量的统计性质，等概率原理，近独立粒子系的最概然分布法，玻耳兹曼统计
分布规律，玻耳兹曼系统热力学量的统计表达式，玻耳兹曼关系，玻色统计，费
米统计，系综理论（微正则系综，正则系综，巨正则系综），涨落理论和非平衡
态统计理论简介。

《热力学与统计物理》的研究对象、方法和必要性
1. 热力学和统计物理研究对象和方法的区别
2. 《热力学与统计物理》课程与《理论力学》、《量子力学》和《电动力学》的区别
概率与排列组合
概率与排列组合
第零定律与温度
热力学基本名词、状态量、过程量和状态方程 、热量、热容、温度的统计定义、系综、Boltzmann 因子和配分函数
热力学第一定律
恰当微分、常见热力学过程和热力学第一定律
热力学第二定律
Carnot 循环、热力学第二定律、Carnot 定理和Clausius 定理
熵
热力学熵、Boltzmann 熵、Gibbs 熵、Shannon 熵、von Neumann 熵、最大熵原理和信息论
热力学势
Legendre 变换、焓、Hemholtz 势、Gibbs 势、热力学第二定律
化学势
化学势的定义、巨正则系统、粒子数守恒和化学势
统计物理的基本框架
理论原理、最大熵原理和涨落
量子统计
密度矩阵、 von Neumann 熵、 Wigner 变换和 Wigner 分布函数
经典理想气体
 单粒子配分函数、 多粒子配分函数和Sackur-Tetrode 方程
光子和声子气体
光子和声子气体
量子理想气体
自旋统计定理、占据数表象、费米子、玻色子和经典极限
玻色-爱因斯坦凝聚
玻色系统、宏观系统和玻色-爱因斯坦凝聚
相变、标度假设和重整化群
相与相变、气-液-固相变、 Ising 模型、 临界指数、Landau-Ginzburg 相变理论、齐次函数、Widom 标度、Kadanoff标度和 Wilson标度
布朗运动
布朗运动、朗之万方程的微观理论和Fokker-Planck 方程
线性响应理论
 唯象理论、线性响应理论、响应函数的本征表示和涨落-耗散定理
分子动理学
概率密度分布及 Liouville 方程、 BBGKY 链式方程组、Boltzmann 方程和流体动力学方程
主方程
经典主方程和量子主方程
从热力学角度了解我国基础研究的发展，引导学生致力攻克卡脖子技术难题，投身到祖国科技发展和社会发展的建设中去
优化热机与制冷机效率，是实现废热再利用、量子信息及量子计算等领域突破的关键技术。当前，随着能源与环境问题的日益严峻，废热再利用显得尤为重要。高效热机与制冷机不仅能减少能源消耗，还能将废弃热能转化为有用功，推动可持续发展。在量子信息领域，高效的制冷机是保障量子比特稳定工作的基础，而制冷机效率的提升则有助于实现更精确的量子操作。通过热力学等温磁化和绝热去磁的讲解，探究现有降温的手段，介绍我国在制冷机方面的发展，将课程思政有机结合到热力学与统计物理的教学中。

思政融合点1
选取章节：第    四  章   第   1   节
思政结合点：家国情怀,理想信念,社会主义核心价值观
思政融合点2
选取章节：第  二   章   第   一   节
思政结合点：科学思维