第二章统计热力学1603014分解.ppt

计算氧分子的 将k、h等常数代入，O2的对称数 , 得： 计算氧分子的 计算氧分子的 计算氧分子的 利用Sackur-Tetrode公式（沙克尔-特鲁德）计算，因为N0k = R, 所以： 计算氧分子的 计算氧分子的 所以 显然，平动熵的贡献最大。 本章小结 1. 统计热力学的研究方法 2. 统计系统的分类 3. 概率、微观状态数、简并度 4. Boltzmann最可几分布 5. Boltzmann熵定理 6. 配分函数（定义、表达式、物理意义、分离） 7. 了解利用配分函数、热力学基本公式计算体系的宏观 热力学函数。 思考题 1、何为统计热力学？统计热力学研究方法的特点是什么? 答：根据组成系统的粒子的微观性质及结构数据，粒子普遍遵循的力学定律为基础，用统计的方法来推求大量粒子组成系统的热力学性质，把系统的微观性质和宏观性质联系起来，这种方法称为统计热力学。 思考题 2、什么是几率定理?几率定理提出的意义是什么? 答：对于（U、V、N）确定的系统即宏观状态一定的系统，任何一个可能出现的微观状态都具有相同的数学几率。几率定理提出是合理的，如果在（U、V、N）确定的系统中，各种微观状态出现的数学几率不同，就无法对系统实施统计处理。 3、熵定理的意义何在？ 答：它表明了宏观量熵就是系统微观状态数对数的定量量度，揭示了熵的微观实质。 思考题 4、什么是定位系统?什么是非定位系统? 答：定位系统是粒子可以彼此分辨的系统。 非定位系统是粒子可以彼此不能分辨的系统. 5、什么是微观状态?不同微观状态出现的几率是否相同? 答：粒子的量子态称为粒子的微观状态。系统微观状态是构成系统的全部粒子的量子态确定的状态，粒子的量子态改变了，系统微观状态也随之改变。系统各种微观状态出现的数学概率是相等的。 思考题 6、什么叫做能级分布方式？不同能级分布方式出现的几率是否相同？ 答：大量粒子如何在许可的能级上分布，称为能级分布。不同能级分布方式出现的几率是不相同的。 7、什么叫最可几分布？ 答： N 个粒子在许可能级上各种分布中，微观状态数最大的那个分布称为最可几分布。 思考题 8、如何求最可几分布的微观状态数？ 答：最可几分布中的分布数为： 9、什么是粒子的配分函数? 答： q 称为粒子的配分函数。配分函数是对系统中一个粒子的所有可能状态的波尔兹曼因子求和。 思考题 10、在玻尔兹曼统计法中为什么更多的使用功函与配分函数的关系式? 答：玻尔兹曼统计法中，通过熵的定理，十分容易得到功函与配分函数的关系式，并由此可以得到其他的热力学函数。 11、配分函数的因式分解的前提条件是什么? 答：分子的各种运动彼此独立，各种能量可以看成独立无关，在这样的前提下，配分函数可以因式分解成各种运动的配分函数。 思考题 12、平动子配分函数与物质的哪些性质有关?转动配分函数与物质的哪些性质有关?振功配分函数与物质的哪些性质有关? 答：平动子配分函数 qt是粒子的质量m、系统温度T 、体积V的函数。 转动配分函数 qr与粒子的对称数σ、系统温度T，粒子的质量m有关。 振功配分函数 qv与系统温度T，振动频率有关。 思考题 13、从统计热力学角度分析热、功的本质? 答：对在恒定组成封闭系统中发生的微小变化，热力学第一定律为： 从在近独立粒子系统的波尔兹曼统计中 可得 两式相比较有： 代表功， 代表热。从统计热力学的角度看，功的意义是改变粒子的能级，而不改变能级上的粒子分布数；热的意义是不改变粒子的能级，而改变能级上的粒子分布数。 思考题 14、试说明熵的微观物理意义? 答：由玻尔兹曼熵定理可知，孤立系统的熵与系统的微观状态数相联系。某一宏观状态具有的微观状态数越大，系统地混乱度越高，熵是系统的混乱度的量度，或是有序度的量度，混乱度越高，熵越大。孤立系统中发生的一切自发过程，系统的熵总是增加的，系统的微观状态数增加，从有序向无序进行，达到平衡时熵为最大，系统的微观状态数最大，混乱度最高。 JAMES CLERK MAXWELL JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879) British physicist,presented his first scientific paper to the Royal Society of Edihburgh at the age of 15.In chemistry he is best known for his Maxwell distribution and his contributions to the kinetic theory of