热统,热力学与统计物理,试题A,含答案 - 图文
更新时间:2024-04-16 21:18:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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考生注意: 1、 准考证号、
广西民族学院试题 (200 —200 学年度第 学期) 2 、根据吉布斯相律,单元双相的自由度为( ) 得 分 评卷人 (1) 、f?0, (2)、f?1, 专业班级 姓名、
等应填写准确。 试作弊2、 考 者,责令停考, 成绩作废。 学 号 课程名称: 热力学与统计物理 考核时长:120 分钟 考核方式:闭卷 、f?2, (4)、f?3。 (3) 3、根据玻色统计,玻色气体的化学势必须满足条件( )。
姓 名 、?>0, (2)、?<0 , 得 (1)一、 填空题(每小题6分,共24 分) 分 (3)、??0 (4)、不确定。 1、热力学第二定律的克劳修斯表述:( 00 4 、根据玻耳兹曼关系,系统处于热力学平衡态时:S?kln?,系统处于非 ),其实质是指出( 平衡态时:S?kln?,则有 ( )。 )是不可逆过程,热力学第二定律的数学表达式是( )。 00??????, (1)、, (2)、 2、写出简单均匀系统的热力学基本方程。
du=( ) 专业班级 dH=( ) (3)、?0??, (4)、不确定。 。 5、根据费米统计,处于0K的自由电子气体,其费米能量?(0)有( )2 (1)?(0)与N成正比, (2)?(0)与N成正比, 1
dF=( ) dG=( ) 3、玻耳兹曼分布al?( ),其物理意义是( )其配分函数Z1?( )。 4、若已知正则分布的配分函数Z,则系统的 (1)内能U?( ), (2)熵 S?( ), (3)压强P?( )。 命题教师注意:
1、试题务必用 碳素墨水笔书 写,字迹要工 整。 2、考试前一星 期交试题到教 务处印刷。 命题教师 谢世标
教研室主任
系主任签字
卷别
A (3)?(0)与N2成正比, (4)?(0)与N3成正比。 三、判断题(下列说法正确的请打“?” ,错误的请打“X”,每小题1、5分,32共12分)。 、一切互为热平衡的系统,都具有相同的温度。 ( ) 1 2、孤立系统中所发生的不可逆过程总是朝着熵增加的方向进行。( ) 3、若选择T,V作为独立变量,则自由能F(T,V)为特征函数。 ( ) 二、选择题(把对的答案填到括号内,每小题3分,共15分)。 1、在等温情况下,液滴与蒸汽的平衡条件为( )。 2? (1)、P??P?? r?V()P?0. ( ) 4、根据热力学第三定律有:limT?0?T5、玻耳兹曼分布适用于任何粒子组成的系统。 ( ) (2)、??(T,P?)???(T,P?) (3)、P??P??
2? 及 ??(T,P?)???(T,P?) r第一页 如果粒子遵从经典力学的运动规律,对粒子运动状态的描述称为量子描述。 6、 ( ) ( ) 7、正则分布适用于具有确定的粒子数N、体积V和温度T的系统。 8、处在平衡态的孤立系统,系统各个可能的微观状态出现的概率相同。( ) 第二页
? 姓 名 专业年级 ??U???P? 2(10分)、证明:?T?????P ?V??T??T?V 1(12分)、1mol理想气体在300K时经一准静态过程,使其压强减小10倍。 求在这过程中系统对外界作了多少功?吸收了多少热量?内能变化了多少?熵 变化多少? 第四页 第三页
0 四、计算证明题(49分) (积分公式:?e??x2?dx?) 2?
第五页 姓 名 专业年级 4(14分)、在极端相对论条件下,自由电子的能量??cp,试求在0K时自1222 (px?py?pz)?mgz,试用玻 3(13分)、设某种理想气体分子的能量??由电子气体的费米能量,内能和简并压。 2m 耳兹曼分布求该理想气体系统的内能和热容量。 第六页
姓 名 专业年级 又 dU?TdS?PdV (2) 热力学与统计物理试题(A)参考答案及评分标准 ?S?S dS?()VdT?()TdV (3) 一、填空题 ?T?V : 1、不可能把热量从低物体传到对高温物体而不引起其它变化,热传导过程, (3)代入(2)BdQ?S??S? dU?T()VdT??T()T?P?dV (4) SB?SA?? AT?T??V? 2、 dU?TdS?pdV 比较(1) 、(4)式: dH?TdS?VdP ?U?S()?T()T?P (5) dF??SdT?pdV T ?V?V dG??SdT?VdP ?S?P?????l()?()V (6) 又 3、al??le 系统在最概然分布下处在能级?l的粒子数, T ?V?T???l ?U?P Z1???le ()?T()V?P (7) ?T l?V?T 评分标准:本题10分,正确得出(1) 、(4)、(5)、(6)、(7)式,分别给2??1?lnZlnZ, S?k(lnZ??lnZ), P? 4、U?? 3分、2分、2分、1分。 分、????V?? 1222??(p?p?p)?mgz (1) 3、解: 评分标准:本题共24分,每小题6分。 xyz 2m 二、选择题。 1Z1?3?e???d? 1、(3), 2、(2), 3、(2), 4、(1), 5、(4)。 h 评分标准:本题共15分,答对的每小题给3分,答错的给0分。 1mgz??22 ?(px?p2?y?pz)1 =3??dxdy???e2mkTdpxdpydpz?ekTdz 三、判断题 hs??0 1、√ 2、√ 3、√ 4、√ 5、× 6、× 7、√ 8、√ 3S2?m2kT 评分标准:本题12分,答对的每小题给1.5分,答错的给0分。 = (2) ()3?mgh 四、计算证明题 PV 1、解:由等温过程有:P0V0?0 ?V?10Vo (1) 10 系统对外作的功:W?RTlnV?RTln10?8.31×300×ln10 V0 =5733.9(J) (2) 吸收的热量:Q=W=5733.9(J) (3) 内能的变化:?U?0 (4) VdVdQpdVV???R??Rln 熵的变化: ?S??V0VTTV0?5lnZ?NKT 1??2 ?U5 Cv?()V?NK?T2 U??N (3) (4)评分标准:本题13分,正确得出(1)、(2)、(3)、(4)式,分别给2分、5分、4分、2分。 4、在T?0K时,费米分布为 ???(0)?1 =Rln10=19.11 JK (5) f??(1) ???(0)?0 评分标准:本题12分,正确得出(1)、(2)、(3)、(4)式分别给2分,正 在体积V内,在????d?内的量子态数: 确得出(5)式给4分。 8?V2 D(?)d???d?(2) 33?U?Uhc )VdT?()TdV (1) 2、证明: dU?(?T?V 第八页 第七页
姓 名 专业年级 3?8?V??0?28?V??0? 总电子数:N??fD???d??33??d??33?3? 03hc0hc 1 ?3N?3?4? ??0??? ??hc ?8?V? 4?8?V??0?38?V??0?3?5? U???fD???d??33??d??33?n??0?0044hchc 1U1131?6? ?N??0??n??0? P? 3V3V44 评分标准:本题14分。正确得出(1)、(2)、(3)、(4)、(6)式,各给2分, 正确得出(5)式,给4分。 第九页 第十页
第十一页 姓 名 专业年级 第十二页
第十三页 姓 名 专业年级 第十四页
姓 名 专业年级 第十五页 第十六页
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