Chapter 8 统计热力学.pdf

第八章 统计热力学初步 §8.0 前言 §8.1 粒子各运动形式的能级及能级的简并度 §8.2 能级分布的微态数及系统的总微态数 §8.3 最概然分布与平衡分布 §8.4 玻兹曼分布 §8.5 粒子配分函数的计算 §8.6 系统的热力学能与配分函数的关系 §8.7 系统的摩尔定容热容与配分函数的关系 §8.8 系统的熵与配分函数的关系 §8.9 其它热力学函数与配分函数的关系 §8.10 理想气体反应的标准平衡常数 §8.0 引言:统计热力学基本概念介绍 1. Research purpose and method of statistics （1）宏观热力学的局限性 热力学是研究能量转换及相伴随的物质状态变化的科学，由 于他不是从物质的微观结构出发考虑问题，因此其结论的正 确性不受人们对物质微微观结构认识的不断发展所影响。 局限性：物质的宏观性质归根结底是微观粒子运动的客观反 映，但热力学不能给出微观性质与宏观性质之间的联系。 (2) 统计力学是以大量微观粒子组成的宏观体系为研究对象,从 物质的微观结构和微观运动形态出发,利用统计平均的方法来 获得系统的宏观性质统计力学是连接物质的微观结构和宏 观性质的桥梁。 宏观物体的任何性质总是微观粒子运动的宏 观反映: 质量m 动能ε 温度 T 质量m 动能ε 温度 T i i i i 压力 p 势能U 压力 p 势能U i i 统计 统计 质量 m 转动惯量I 质量 m 转动惯量i i 平均 平均 熵 S 振动频率v 熵 S 振动频率vi i 内能 U 转动特征温度Θ 内能 U 转动特征温度 r r Gibbs 自由能G 振动特征温度Θ Gibbs 自由能G 振动特征温度 v v 上面框图所示, 统计热力学的目的就是从组成系统的 微观性质出发, 用统计的方法说明、计算或预言平衡系统 的热力学性质, 从而揭示物质的运动本质. 2. Classification of statistical systems （1）按粒子间有否相互作用划分： ①独立子系统( system of independent particles) 粒子之间除弹性碰撞之外，无其它相 互作用（理想气体）