数学物理方法期末复习笔记.doc

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文档介绍

《热力学统计物理》期末复习

一、简答题

1、写出焓、自由能、吉布斯函数的定义式及微分表达式(只考虑体积变化功)

答:焓的定义H=U+PV,焓的全微分dH=TdS+VdP;

自由能的定义F=U-TS,自由能的全微分dF=-SdT-PdV;

吉布斯函数的定义G=U-TS+PV,吉布斯函数的全微分dG=-SdT+VdP。

2、什么是近独立粒子和全同粒子?描写近独立子系统平衡态分布有哪几种?

答:近独立子系统指的是粒子之间的相互作用很弱,相互作用的平均能量远小于单个粒子的平均能量,因而可以忽略粒子之间的相互作用。全同粒子组成的系统就是由具有完全相同的属性(相同的质量、电荷、自旋等)的同类粒子组成的系统。描写近独立子系统平衡态分布有费米-狄拉克分布、玻色-爱因斯坦分布、玻耳兹曼分布。

3、简述平衡态统计物理的基本假设。

答:平衡态统计物理的基本假设是等概率原理。等概率原理认为,对于处于平衡状态的孤立系统,系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的。它是统计物理的基本假设,它的正确性由它的种种推论都与客观实际相符而得到肯定。

4、什么叫特性函数?请写出简单系统的特性函数。

答:马休在1869年证明,如果适当选择独立变量(称为自然变量),只要知道一个热力学函数,就可以通过求偏导数而求得均匀系统的全部热力学函数,从而把均匀系统的平衡性质完全确定。这个热力学函数称为特性函数。简单系统的特性函数有内能U=U(S、V),焓H=H(S、P),自由能F=F(T、V),吉布斯函数G=G(T、P)。

5、什么是μ空间?并简单介绍粒子运动状态的经典描述。

答:为了形象的描述粒子的运动状态,用共2r个变量为直角坐标,构成一个2r维空间,称为μ空间。粒子在某一时刻的力学运动状态可用μ空间的一个点表示。

6、试说明应用经典能量均分定理求得的理想气体的内能和热容量中哪些结论与实验不符(至少例举三项)。

答:第一、原

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