热力学统计物理内容及要求.doc

热力学的基本规律（重点） 1 热平衡定律和温度：热力学平衡态和状态参量；热力学第零定律、温度和温标 2 物态方程：响应函数；理想气体状态方程；实际气体状态方程；固体状态方程 3 热力学第一定律和内能：准静态过程；功；焦耳实验和内能；热力学第一定律；理想气体的内能；理想气体多方过程 4 热力学第二定律的文字叙述：实际热力学过程的不可逆性；热力学第二定律的文字叙述及等价性的证明；热力学第二定律的含义及其实质 5 卡诺定理和热力学温标：卡诺定理及其推论的文字叙述证明；卡诺定理及推论的重要性；热力学温标 6 熵和热力学第二定律的普遍表述：克劳修斯等式和不等式；熵；理想气体的熵；热力学第二定律的普遍表述；熵增加原理；热力学第二定律的适用范围。 7 熵增加原理的简单应用：不可逆过程前后熵变的计算；熵增加原理的简单应用； 8、自由能和吉布斯函数：它们的定义和物理意义；最大功原理。 第二章 均匀物质的热力学性质（重点） 1 内能、焓、自由能、吉布斯函数全微分，勒让德变换； 2 麦克斯威关系的简单应用 麦克斯威关系；能态方程与焓态方程；热容差；气体的节流过程 3 特性函数 特性函数；特性函数计算；表面系统的特性函数 4 平衡辐射热力学 黑体及黑体辐射；平衡辐射热力学；斯特藩定律；光测高温学。 5 绝热去磁致冷；低温的获得 磁介质热力学，绝热去磁致冷；常见获得低温方法 重点：麦克斯威关系及其简单应用 第三章 单元系的相变 1 热动平衡判据 熵判据；自由能判据；吉布斯判据；均匀系统的热动平衡条件和平衡的稳定性条件 2 开系的热力学基本方程 开系的热力学基本方程；化学势；多元系的热力学函数。 3单元复相系的平衡条件和平衡性质 单元系和多元系的复相平衡条件；单元系的相图；克拉珀龙方程； 4 气液相变的特点 气——液相变特点；麦克斯威等面积法则；液滴的形成 5 相变分类和临界现象及临界指数 相变分类；临界现象；临界指数 重点：熵判据；自由能判据；吉布斯判据；开系的热力学基本方程；化学势 第六章 近独立粒子的最概然分布（重点） 1、概率分布函数 随机事件及概率、概率分布函数、统计平均值及涨落、多个随机变量的联合概率分布及相关矩 2粒子运动状态的经典和量子描述 粒子运动状态的经典描述；空间和相轨道；粒子运动的量子描述；态密度及其计算 3系统微观状态的描述 系统微观状态的经典描述和г空间；系统微观状态的量子描述；全同性原理；近独立全同粒子体系状态的描述 4 等概率原理 统计物理的基本观点；等概率原理 5 分布和微观状态 分布和微观状态；玻尔兹曼系统及微观状态数；玻色系统及微观状态数；费米系统及微观状态数；经典统计中的分布和微观状态数； 6 玻尔兹曼分布、玻色分布和费米分布 拉格朗日条件极值法；玻尔兹曼分布公式的推导；玻尔兹曼分布公式的物理意义和适用条件；玻色分布和费米分布；三种分布的关系 重点：（1）概率分布函数、统计平均值等有关概念及计算 （2）粒子和系统微观状态的描述以及空间和г空间，态密度等重要概念；（3）等概率原理；（4）玻尔兹曼分布、波色分布、费米分布的推导和物理意义，三种分布的关系。 第七章 玻尔兹曼分布（重点） 1 玻尔兹曼分布热力学量的统计表达式 内能、广义力、熵、自由能的统计表达式；玻尔兹曼关系；经典统计理论中的热力学量表达式 2 玻尔兹曼分布在理想气体上的应用 理想气体配分函数；理想气体状态方程和熵；经典极限条件； (3)麦克斯威速率分布律 分布公式的推， 3 能量均分定理和理想气体的内能、热容量 能量均分定理；气体分子的平均能量；理想气体的内能和热容量的量子理论；能量均分定理的局限性 第八章 玻色统计和费米统计（重点） 1 玻色分布和费米分布热力学量的统计表达式 玻色分布和费米分布热力学量统计表达式； 热力势和巨配分函数；弱简并情况的内能 2 光子气体 平衡辐射的光子理论；普朗克公式；平均辐射的内能密度和辐射通量密度 3 玻色——爱因斯坦凝聚 玻色——爱因斯坦凝聚现象；凝聚温度 4 金属中的自由电子气体 金属自由电子气体模型；T=0K时的电子分布和电子气体的内能及热容量；低温电子气体的性质 重点：（1）玻色分布和费米分布热力学量的统计表达式 （2）光子气体的性质 （3）金属中的自由电子气体的性质 第九章 系综理论 1系综理论的基本概念 微正则；正则；巨正则三种系综 2刘维尔定理 经典刘维尔定理 - 4 -