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伊犁师范学院物理科学与技术学院 2014届本科毕业论文(设计) 论文题目 ： 绝对零度下气体热力学性质的研究 作者姓名 ： 严冬 班级 ： 10-2班 专业 ： 物理学 学号 ： 2010070201032 指导教师 ： 付清荣 完成时间 ： 2014年 月 日 物理科学与技术学院 二〇一四年五月三十一日 绝对零度下气体热力学性质的研究 内容摘要 本文先介绍热力学三定律的内容，了解热力学第三定律的两种表述。就绝对零度下研究了玻色统计与费米统计，主要讨论的气体有：光子气体，玻色—爱因斯坦凝聚，金属气体。通过对这些内容的讨论，得出绝对零度下，各种气体的性质以及对这些气体性质的应用。着重介绍了玻色—爱因斯坦凝聚，强调了它在物理科研的应用及对其应用的开发，本文主要用热力学统计的计算来展开讨论。 关键字: 绝对零度 玻色—爱因斯坦凝聚 金属气体 热力学第三定律 Absolute zero under the various properties of gases Content in this paper This article first introduced the content of the third law of thermodynamics, two understand the third law of thermodynamics.Is absolute zero studied bose and Fermi statistics, statistical gas are discussed are:the photon gas, bose - Einstein condensation, metal gas.Through the discussion of the content, it is concluded that absolute zero, the various properties of the gas and the application of the gas properties.Introduces the bose - Einstein condensation, emphasizes the applications of it in physics research and development of its application, this paper mainly to discuss with statistical thermodynamics calculation. Key words: Absolute zero Bose - Einstein condensation Metal gas properties The third law of thermodynamics 目 录 1、热力学第三定律 1 1.1 导言 1 1.2热力学第一定律和第二定律 1 1.3热力学第三定律 2 1.4热力学第三定律的两种表述 3 2、玻色统计与费米统计 4 2.1玻色分布与费米分布 4 2.2玻色统计与费米统计 5 3、玻色气体 7 3.1光子气体 7 3.2玻色—爱因斯坦凝聚 9 4、费米气体 15 4.1金属中的自由电子气体 15 4.2零点能 18 4.3零点压强 19 4.4绝对零度时的熵 19 4.5经典极限下理想费米气体和理想玻色气体的差异 20 5、工作总结和展望 21 5.1研究热力学气体的性质 21 5.2展望未来 22 参 考 文 献 23 致 谢 24 1热力学第三定律 1.1导言 我们在日常生活中接触的宏观物体是由大量微观粒子（分子或其它粒子）构成的。这些微观粒子不停地进行着无规则的运动。人们把这大量微观粒子的无规则运动称作物质的热运动。热力学是热运动的宏观理论。通过对热现象的的观测、实验和分析，人们总结出热现象的基本规律。这就是热力学第一定律、第二定律和第三定律。这几个基本规律是无数经验的总结，适用于一切宏观物质系统。 1.2热力学第一定律和第二定律 是热力学第一定律的数学表达式。它的物理意义是，系统在终态B和初态A的内能之差等于在过程中外界对系统所作的功与系统从外界吸收的热量之和。这就是说，在过程中通过作功和热传递两种方式所传递的能量，都转化为系统的内能。 热力学第一定律就是能量守恒定律。自从焦耳以无可辩驳的精辟的实验结果证明机械能、电能、内能之间