名字解釋
1、熱力學平衡態(P2)
性質不隨時間改變
2廣延量
物理量與系統的質量或物質的量成正比
3準靜態過程
準靜態過程:過程由無限靠近的平衡態組成,過程進行的每一步,系統都處于平衡態。
6、可逆過程
熱力學系統由某一狀態出發,經過某一過程到達另一狀態后,如果存在另一過程,它能使系統和外界完全復原,即使系統回到原來狀態,同時又完全消除原來過程對外界所產生的一切影響,則原來的過程稱為可逆過程。反之,如果無論采用何種辦法都不能使系統和外界完全復原,則原來的過程稱為不可逆過程。
7、絕熱過程
氣體與外界無熱量交換時的狀態變化過程,9、等概率原理
對于處在平衡狀態的孤立系統,系統各個可能的微觀狀態出現的概率是相等的!
12、粒子全同性原理
全同粒子不可分辨,任意交換一對粒子不改變系統狀態
13、最概然分布
根據等概率原理,對于處在平衡狀態的孤立系統,系統各個可能的微觀狀態出現的概率是相等的,那么微觀狀態數最多的分布,出現的概率最大,稱為最可幾分布(最概然分布)。
14玻耳茲曼分布(玻色分布
費米分布)
玻耳茲曼系統粒子的最概然分布——玻耳茲曼分布
第一部分。
1熵增原理0
2特性函數3熱力學第二定律的兩種表述及其本質
4熵判據
5單元系、單元復相系o
6單元復相系平衡條件包括哪些
7等幾率原理
8空間0
9近獨立粒子系統
10全同性粒子系統
11玻色子、費米子0
12統計物理學的最根本觀點是什么
玻耳茲曼分布、玻色分布和費米分布的數學表達式0
簡并條件(經典極限條件)、弱簡并條件、強簡并條件
15微正則分布、正則分布和巨正則分布分別適用于什么樣的系
16系統微觀運動狀態的描述
1.(P42)在絕熱過程中,系統的熵永不減少,對于可逆絕熱過程,系統的熵不變;對于不可逆絕熱過程,系統的熵總是增加,這個結論叫做熵增加原理。
2.(P63)如果適當選擇獨立變量(稱為自然變量),只要知道一個熱力學函數,就可以通過求偏導數而求得均勻系統的全部熱力學函數,從而把均勻系統的平衡性質完全確定。這樣的熱力學函數稱為特性函數。以、為變量的特征函數是內能。
3.(P30)熱力學第二定律的克氏表述:不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化;開氏表述:不可能從單一熱源吸熱使之完全變成有用功而不引起其他變化。
4.(P76)如果孤立系統已經達到了熵為極大的狀態,就不可能在發生任何宏觀變化,系統就達到了平衡態。我們可以利用熵函數這一性質來判定孤立系統的平衡態,這稱為熵判據。
5.(P80)單元系是指化學上純的物質系統,它只含一種化學組分(一個組元)。如果一個單元系不是均勻的,但可以分為若干個均勻的部分,該系統稱為單元復相系。比如水和水蒸汽共存構成一個單元兩相系。
6.(P82)單元復相系達到平衡條件必須同時滿足熱學平衡條件、力學平衡條件和相平衡條件。
7.(P178)對于處在平衡狀態的孤立系統,系統各個可能的微觀態出現的幾率是相等的。這是統計物理學中的基本假設。
8.(P165)為了形象地描繪粒子的力學運動狀態,用共個變量為直角坐標,構成一個維空間,稱為空間。粒子在某一時刻的力學運動狀態可以用空間中一點表示,稱為粒子力學運動狀態代表點。
9.(P174)近獨立粒子系統是指系統中的粒子之間相互作用很弱,相互作用的平均能量遠小于單個粒子的平均能量,因而可以忽略粒子間的相互作用,將整個系統的能量表達為單個粒子的能量之和。
10.(P174)全同性粒子系統是指由具有完全相同的內稟屬性(相同的質量、電賀、自旋等等)的同類粒子組成的系統。
11.(P175)自然界中的基本粒子可分為兩類,自旋量子數為半整數的稱為費米子;自旋量子數為整數的稱為玻色子。
12.(P178)統計物理學的一個最根本的觀點是,宏觀物質系統的特性是大量微觀粒子運動的集體表現,宏觀物理量是相應微觀物理量的統計平均值。
13.(P187)玻耳茲曼分布:;玻色分布與費米分布
14.(P187、P196)簡并條件(經典極限條件):或者或者氣體越稀薄,溫度越高,分子質量越大越容易滿足。P228)若簡并條件:或雖小但不可忽略;P239)強簡并條件:或者
15.P253)微正則分布------系統給定的宏觀條件是具有確定的粒子數N、體積V和能量E;P261)正則分布---------系統給定的宏觀條件是具有確定的粒子數N、體積V和溫度T;P290)巨正則分布---------系統給定的宏觀條件是具有確定的體積V、溫度T和化學勢。
16.P175)系統微觀運動狀態的描述:假如全同粒子可以分辨,確定全同近獨立粒子組成的系統的微觀運動狀態歸結為確定每一個粒子的個體量子態;對于不可分辨的全同粒子,確定由全同近獨立粒子組成的系統的微觀運動狀態歸結為確定每一個個體量子態上的粒子數。
1、孤立系統的熵增加原理可用公式表示為(dS≥
0)。
2、一孤立的單元兩相系,若用指標α、β表示兩相,則系統平衡時,其相變平衡條件可表示為()P66。
3、熱力學第二定律告訴我們,自然界中與現象有關的實際過程都是(不可逆過程)。
4、在一般情況下,整個多元復相系不存在總的焓,僅當各相的(壓強)相同時,總的焓才有意義。
5、如果某一熱力學系統與外界有物質和能量的交換,則該系統稱為(開放系統)。
6、熱力學基本微分方程dU=(TdS-pdV)。
7、單元系開系的熱力學微分方程dU=(Dq+dW)。
8、在s、v不變的情形下,平衡態的(內能)最小。
9、在T、V不變的情形下,可以利用(自由能判據)作為平衡判據。P26
1.熱力學第二定律的兩種表述及其本質:克勞修斯(Clausius)的說法不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體,而不引起其它變化,開爾文(Kelvin)的說法:“不可能從單一熱源取出熱使之完全變為功,而不發生其它的變化。”
后來被奧斯特瓦德(Ostward)表述為:“第二類永動機是不可能造成的”
其本質是一切實際過程都是不可逆的,都具有方向性。
2.熵判據:孤立系統中發生的不可逆過程,一定是朝著熵增加的方向進行的,當熵達到極大時,系統達到熱力學平衡態,孤立系統中的熵的這一性質可以作為判定系統是否處于熱平衡狀態的依據,故稱之為熵判據。
3.單元復相系平衡條件包括哪些?1、由等溫等壓系統---吉布斯判據(當吉布斯函數減至最小時,系統達到平衡;整個系統達到平衡時,兩相中的化學勢都必須相等。
4.近獨立粒子系統:粒子之間的相互作用很弱,相互作用的平均能量遠小于單個粒子的平均能量,因而可以忽略粒子之間的相互作用。
5.全同性粒子系統:由具有完全相同屬性(相同的質量、自旋、電荷等)的同類粒子所組成的系統。
6.統計物理學的最根本觀點是什么?宏觀性質是大量微觀粒子運動的集體表現。
宏觀物理量是相應微觀物理量的統計平均值。
7.玻耳茲曼分布、玻色分布和費米分布的數學表達式:5.5.11式;5.10.4式;5.10.5式。
8.系統微觀運動狀態的描述:系統的微觀狀態是指系統的力學運動狀態。由同一時刻各粒子的瞬時狀態決定,系統的微觀狀態也有經典描述和量子描述;
經典描述:系統由N個粒子組成,每個粒子的微觀態可用相空間的一個代表點表示,系統的微觀態可用相空間同一時刻的N個代表點描述
量子描述:對于N個粒子的系統,就是確定各個量子態上的粒子數。
9.平衡態統計物理的一個基本假設是什么?答:是等概率原理
第三部分
單選題
1、彼此處于熱平衡的兩個物體必存在一個共同的物理量,這個物理量就是(③)
①態函數②內能
③溫度
④熵
2、熱力學第一定律的數學表達式可寫為(①)
①
②
③
④
3、在氣體的節流過程中,焦湯系數=,若體賬系數,則氣體經節流過程后將(②)
①溫度升高
②溫度下降
③溫度不變
④壓強降低
4、空窖輻射的能量密度u與溫度T的關系是(④)
①
②
③
④
5、熵增加原理只適用于(②)
①閉合系統
②孤立系統
③均勻系統
④開放系統
6、在等溫等容的條件下,系統中發生的不可逆過程,包括趨向平衡的過程,總是朝著(②)P25
①G減少的方向進行
②F減少的方向進行
③G增加的方向進行
④F增加的方向進行
7、從微觀的角度看,氣體的內能是(④)
①氣體中分子無規運動能量的總和
②氣體中分子動能和分子間相互作用勢能的總和
③氣體中分子內部運動的能量總和
④氣體中分子無規運動能量總和的統計平均值
9、根據熱力學第二定律可以證明,對任意循環過程L,均有(①)
①
②
③
④
10、理想氣體的某過程服從PVr=常數,此過程必定是(④)
①等溫過程
②等壓過程
③絕熱過程
④多方過程
11、卡諾循環過程是由(①)
①兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成②兩個等壓過程和兩個絕熱過程組成③兩個等容過程和兩個絕熱過程組成④兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成12、下列過程中為可逆過程的是(③)
①準靜態過程
②氣體絕熱自由膨脹過程
③無摩擦的準靜態過程
④熱傳導過程
13、理想氣體在節流過程前后將(③)P48
①壓強不變
②壓強降低
③溫度不變
④溫度降低
14、氣體在經準靜態絕熱過程后將(④)
①保持溫度不變
②保持壓強不變
③保持焓不變
④保持熵不變
15、熵判據是基本的平衡判據,它只適用于(①)
①孤立系統
②閉合系統
③絕熱系統
④均勻系統
16、描述N個三維自由粒子的力學運動狀態的μ空間是(③)
①6維空間
②3維空間
③6N維空間
④3N維空間
17、描述N個自由度為1的一維線性諧振子運動狀態的μ空間是(2N)
①1維空間
②2維空間
③N維空間
④2N維空間
18、由兩個粒子構成的費米系統,單粒子狀態數為3個,則系統的微觀狀態數為(②)
①3個
②6個
③9個
④12個
19、由兩個玻色子構成的系統,粒子的個體量子態有3個,則玻色系統的微觀狀態數為(①)
①3個
②6個
③9個
④12個