热力学统计物理期末复习试题精选范文.doc

热力学统计物理期末复习试题精选范文 热力学统计物理期末复习试题精选范文 PAGE / NUMPAGES 热力学统计物理期末复习试题精选范文 一 . 填 空 题 1. 设一多元复相系有个 相，每相有个 k 组元，组元之间不起化学反响。此系统均衡时必同时知足条 件： T T L T 、 P P L P 、 i i L  i (i 1,2,L k) 2. 热力学第三定律的两种表述分别叫做： 能特斯定律 和 绝对零度不可以达到定律 。 3. 假定一系统仅由两个全同玻色粒子构成，粒子可能的量子态有 4 种。则系统可能的微观态数为： 10 。 T0且P P0 ；均衡稳固性条件是 P 0 4. 均匀系的均衡条件是 T CV0且 VT 。 5 玻色散布表为 a l e  l a l l l 1 ；费米散布表为 e l 1 ；玻耳兹曼散布表为 al l e l 1 时，玻色散布和费米散布均过渡到玻耳兹曼散布。 。当知足条件 e 6 热力学系统的四个状态量 S、V 、 P、 T 所知足的麦克斯韦关系为 S P V V T T V , S P  T S V P T P S, P T T P , S V VS 。 U ln Z 1 N 7. 玻耳兹曼系统粒子配分函数用 Z1 表示，内能统计表达式为 广义力统计表达式为 Y N ln Z 1 S Nk ( ln Z 1 ln Z 1 ) y ，熵的统计表达式为 ，自由能的统计表达式为 F NkT ln Z 1 。 8. 单元开系的内能、自由能、焓和吉布斯函数所知足的全微分是： ， ， ， 。 均匀开系的克劳修斯方程组包括以下四个微分方程： dU TdS pdV dn ， dH TdSVdp dn， dG SdT Vdp dn ， dF SdT pdV dn 等温等容条件下系统中发生的自觉过程，老是朝着自由能减小方向进行，当自由能减小到极小值时，系统达到均衡态；处在等温等压条件下的系统中发生的自觉过程，老是朝着吉布斯函数减小的方向进行，当吉布斯函数减小到极小值时，系统达到均衡态。 11. 关于含 N 个分子的双原子分子理想气体，在一般温度下，原子内部电子的运动对热容量 无贡 C V 7 Nk 献 ；温度大大于振动特色温度时， 2 ；温度小小于转动特色温度时， C V 3 Nk C V 5 2 Nk 。温度大大于转动特色温度而小小于动特色温度时， 2  。 12. 玻耳兹曼系统的特色是：系统由全同可分辨粒子构成；粒子运动状态用 量子态 来描绘；确立每个 粒子的量子态即可确立系统的微观态；粒子所处的状态不受泡利不相容原子的拘束。 13 准静态过程是指 过程进行中的每一此中间态均可视为均衡态 的过程；无摩擦准静态过程的 特色是 外界对系综的作使劲，可用系统的状态参量表示出来。 14.绝热过程是指，系统状态的改变，完好部是机械或电磁作用的结果，而没有遇到其余任何影响 的过 程。在绝热过程中，外界对系统所做的功 与详细的过程 没关，仅由 初终两态 决定。 二．简述题 写出系统处在均衡态的自由能判据。 一个处在温度和体积不变条件下的系统，处在稳固均衡态的充要条件是，关于各样可能的有限虚变 动，所惹起的自由能的改变均大于零。即 F 0 。 写出系统处在均衡态的吉布斯函数判据。 一个处在温度和压强不变条件下的系统，处在稳固均衡态的充要条件是，关于各样可能的有限虚变 动，所惹起的吉布斯函数的改变均大于零。即 G 0 。 写出系统处在均衡态的熵判据。 一个处在内能和体积不变条件下的系统，处在稳固均衡态的充要条件是，关于各样可能的有限虚变 动，所惹起的熵变均小于零。即 S 0 4.玻尔兹曼关系与熵的统计解说。 由波耳兹曼关系 S k gln 可知，系统熵的大小反应出系统在该宏观状态下所拥有的可能的微 观状态的多少。而可能的微观状态的多少，反应出在该宏观均衡态下系统的杂乱度的大小。故，熵是系统内部杂乱度的量度。 为何在常温或低温下原子内部的电子对热容量没有贡献？ 不考虑能级的精美构造时，原子内的电子激发态与基态的能量差为 1~10 eV ，相应的特色温度为 4 5 ~ 10 K 。在常温或低温下，电子经过热运动获取这样大的能量而跃迁到激发态的概率几乎为零，平 均而言电子被冻结基态，所以对热容量没有贡献。 为何在常温或低温下双原子分子的振动对热容量贡献能够忽视？ θ ~10 3 ，在常温或低温下 kT k θ ，振子经过热运动获 因为双原子分子的振动特色温度 K v 得能量 h v k θ 进而跃迁到激发态的概率极小，所以对热容量的贡献能够忽视。 能量均分定理。 关于处在均衡态的经典系统，当系统的温度为  T 时，粒子能量  的表达式中的每