高等统计物理学

《热力学与统计物理》考试大纲

一、考试目的与要求

本课程考试目的是测试学生对“热力学与统计物理”知识的掌握程度。考试分三个层次要求： 了解：只要求初步定性认识并了解其含义。 理解：不但能领会，还能解释其含义。

掌握：要求对某些重要概念、物理公式、定理及相关证明、计算作综合运用。 二、考试方式

本课程作为全省统考科目，无论正考与补考均采用闭卷考试方式。 三、考试内容 1、考试范围

汪志诚编《热力学·统计物理》（第三版）所教授内容。 2、考试具体内容

第一章 热力学的基本定律

基本概念：平衡态、热力学参量、热平衡定律 温度，三个实验系数（α，β，

）转换关系，物态方程、功及其计算，热力学第一

定律（数学表述式）热容量（C，CV，Cp的概念及定义），理想气体的内能，焦耳定律，绝热过程及特性，热力学第二定律（文字表述、数学表述），可逆过程克劳修斯不等式，热力学基本微分方程表述式，理想气体的熵、熵增加原理及应用。

综合计算：利用实验系数的任意二个求物态方程，熵增（ΔS）的计算。 第二章 均匀物质的热力学性质 基本概念：焓（H），自由能F，吉布斯函数G的定义

《热力学与统计物理》考试大纲

一、考试目的与要求

本课程考试目的是测试学生对“热力学与统计物理”知识的掌握程度。考试分三个层次要求： 了解：只要求初步定性认识并了解其含义。 理解：不但能领会，还能解释其含义。

掌握：要求对某些重要概念、物理公式、定理及相关证明、计算作综合运用。 二、考试方式

本课程作为全省统考科目，无论正考与补考均采用闭卷考试方式。 三、考试内容 1、考试范围

汪志诚编《热力学·统计物理》（第三版）所教授内容。 2、考试具体内容

第一章 热力学的基本定律

基本概念：平衡态、热力学参量、热平衡定律 温度，三个实验系数（α，β，

）转换关系，物态方程、功及其计算，热力学第一

定律（数学表述式）热容量（C，CV，Cp的概念及定义），理想气体的内能，焦耳定律，绝热过程及特性，热力学第二定律（文字表述、数学表述），可逆过程克劳修斯不等式，热力学基本微分方程表述式，理想气体的熵、熵增加原理及应用。

综合计算：利用实验系数的任意二个求物态方程，熵增（ΔS）的计算。 第二章 均匀物质的热力学性质 基本概念：焓（H），自由能F，吉布斯函数G的定义

热统 整理

By WBT

Part A 热力学

1、 最大的特征：普遍性（适用于一切宏观体系，包括不同的物质，观测到的所有温度范围） 2、 态变量：

1) 当体系达到热平衡时，体系可有几个宏观量来表示，这些量就是态变量。 2) 态变量的变化量与路径无关 全微分

3、 平衡态 须满足两个条件：

1) 态变量不随时间改变；

2) 无宏观流（热流，粒子流等）

4、 状态方程：

指对于平衡系统，其态变量之间的函数关系（以此可以减少独立的自由度）； 它主要是热学态变量（T或者S）和力学态变量之间的关系。 1) 理想气体态方程：PV= NkT 2) Van氏气体状态方程：

其中，左——吸引作用；右——排斥作用

5、 热力学四定律：

1) 零：若A与C热平衡，B与C热平衡， 则A与B热平衡 温度计 2) 一：能量守恒

3) 二：热量自发地由高温流向低温 4) 三：绝对零度不能达到

6、 可逆过程= 准静态过程（没有不平衡势差）+无耗散（没有摩擦效应）

7、 三种热力学体系

1) 孤立系统：质量，热量均不交换 2) 开放系统：质量，热量均可交换

3) 封闭系统：仅热量可以交换，质量不能交换

8、 热力学中心问题：知道系统的初态，求其末态

1) 热力学基本方程（Euler方程）：（Y= -P）

2)

热力学与统计学复习提纲

一、填空题：

1.特性函数是指在________选择自变量的情况下，能够表达系统_________的函数。 2.能量均分定理说：对于处在温度为T的平衡状态的经典系统，粒子能量函数中的每一个________的平均值等于___________。

3.自然界的一切实际宏观过程都是_________过程，无摩擦的准静态过程是______ _过程。 4.熵增加原理是说，对于绝热过程，系统的熵_____________。

5.卡诺定理指出：工作于相同的高温热源和相同的低温热源之间的一切可逆机，其效率都____________, 与______________无关。

6.绝对零度时电子的最大能量称为___________________。

7.孤立系统经过足够长时间，其 不随时间改变，其所处的状态为热力学平衡态。 8.内能是 函数。

9.一般工作于两个一定温度热源之间的热机效率不大于 。 10.???H???V 。 ??P?T11.三维自由粒子的?空间是 维空间。

12.体积V内，能量在????d?范围内自由粒子的

《热力学与统计物理学》思考题及习题

第一章 热力学的基本定律

§1.1 基本概念

1． 试求理想气体的定压膨胀系数?、定容压强系数?和等温压缩系数?。

2． 假设压强不太高，1摩尔实际气体的状态方程可表为 pv?RT(1?Bp) , 式中B只是 温度的函数。求?、?和?，并给出在p?0时的极限值。

2?LL0?F?kT??2??LL?0??式中k是常数，L0是张力F为零3． 设一理想弹性棒，其状态方程是

时

棒的长度，它只是温度T的函数。试证明：

3kTL0L??F?FY?????2A??L?TAAL(1) 杨氏弹性模量 ；

2??(2) 线膨胀系数 面积。

??1??L?F1??L0??????????00L??T?FAYTL0??T?F，其中，A为弹性棒的横截

2CT?BpV??BTV4． 某固体的

程。

，

，其中B、C为常数，试用三种方法求其状态方

5． 某种气体的?及?分别为：体的状态方程。

???RpV,

??1p?aV,其中?、R、a都是常数。求此气

??aVT6． 某种气体的?及k分别为：

34?f?p???VpV，

1RT2。其中a是常数。试证明：

(1) f?p??R/p；

2(2) 该气体的状态方程为：pV?RT?

《热力学与统计物理学》思考题及习题

第一章 热力学的基本定律

§1.1 基本概念

1． 试求理想气体的定压膨胀系数?、定容压强系数?和等温压缩系数?。

2． 假设压强不太高，1摩尔实际气体的状态方程可表为 pv?RT(1?Bp) , 式中B只是 温度的函数。求?、?和?，并给出在p?0时的极限值。

2?LL0?F?kT??2??LL?0??式中k是常数，L0是张力F为零3． 设一理想弹性棒，其状态方程是

时

棒的长度，它只是温度T的函数。试证明：

3kTL0L??F?FY?????2A??L?TAAL(1) 杨氏弹性模量 ；

2??(2) 线膨胀系数 面积。

??1??L?F1??L0??????????00L??T?FAYTL0??T?F，其中，A为弹性棒的横截

2CT?BpV??BTV4． 某固体的

程。

，

，其中B、C为常数，试用三种方法求其状态方

5． 某种气体的?及?分别为：体的状态方程。

???RpV,

??1p?aV,其中?、R、a都是常数。求此气

??aVT6． 某种气体的?及k分别为：

34?f?p???VpV，

1RT2。其中a是常数。试证明：

(1) f?p??R/p；

2(2) 该气体的状态方程为：pV?RT?

物理学论文

大统一物理学

kexx003@

【摘要】 是牛顿世界率先发现了宇宙规律的一半——万有引力及万有引力定律；是高等物理学世界率先发现宇宙规律的另一半——万有斥力及万有斥力定律。两半合起来才是整个宇宙。本文“普适方程”不仅给出了宇宙（含微观宇宙）的唯一稳态即时准确解，而且给出了宇宙的发生发展动态解。这就是大统一物理学。

【关键词】 普适方程；万有斥力；全动能；高等物理；物理反应；同步辐射 以下正文 1. 普适方程 1.1 普适方程表达式

T1 = U / 2 -------------------- (1) T1 = E1 --------------------- (2)

2

2

2

E1 = n / 2m r -------------------------- (3) （1）、（2）、（3）三式联立，就是普适方程。

1.2 普适方程重要理论意义

不仅能够给出宏观宇宙结构准确解，而且给出微观宇宙准确解。

普适方程不仅给出宇宙结构唯一稳态即时准确解；而且给出宇宙发生发展和死亡动态解。

更重要的是，地球-月球结构也准确地遵循普适方程。

不仅能够给出宇宙奇点，而且给出

为什么近代科学没有在中国产生

11061207 兰天航

学者普遍认为，中国有着古老的科技文化史，但真正意义上的近代科学却未能在中国产生。这个问题最早由英国著名科学这李约瑟博士提出：“为什么近代科学（如我们所知自17世纪伽利略时代起）不在中国文明（或印度文明）中间产生，而只在欧洲发达起来？”[1]这个问题又被称作“李约瑟难题”。应当说，对于任何一个中国问题的研究者而言，这都是一个绕不过去的难题。我们必须明白，这个问题的提出虽然让国人有一种历史的尴尬与遗憾，但它却在某种程度上引导我们更进一步的深刻反思自身文化所存在的缺陷，并指导我们在未来的发展中如何为科学进步创造良好的环境。故而，这个问题的研究也便具有其现实意义。解答这个问题，我们必须弄清楚“科学”与“科技”的区别。显然，“科学”一词是分科而重学，其主要方向在于抽象的学理思考，其与经验的、务实的态度距离较远，它是一种纯知性求真态度；“科技”一词是分科而重技，其主要方向在于具体的实践运用，是经验的、务实的技术，它是一种较理性的实用主义。科学更多地在形上层面，是哲学的分支或接近哲学，科技更多地在形下层面，是一种工具的使用或技巧性的创造，接近于生活。正是在此意义上，科学往往又被叫作自然哲学，而科技则是

岩石物理学

讲义

贺振华编

成都理工大学 2009年

1

目录

1 岩石物理学概论 (4学时) 1.1 岩石物理学的内容与特点 1.2 岩石物理学的研究方法

2 岩石与岩石的变形 (6学时) 2.1 地球上的岩石和矿物 2.2 应力与应变 2.3 岩石的本构关系 2.4 岩石物理实验

3 岩石中波的传播与衰减(10学时) 3.1 岩石中的波

3.2 岩石中波速的测量与应用 3.3 岩石中波的衰减 3.4 岩石模型

4 岩石的弹性 (12学时) 4.1 二相体的弹性

4.2 流体静压力下岩石裂纹对弹性的影响 4.3 流体静压力下岩石孔洞对弹性的影响 4.4 岩石中孔隙流体对弹性的影响 4.5 弹性波在双相体岩石中的传播 5 岩石的输运特性 (2学时)

5.1 达西（Darcy）定律和岩石的渗透率 5.2 渗透率的测量 5.3 岩石的输运模型

6 岩石物理应用 (4学时) 6.1 Biot-Gassmann方程与流体替换 6.2 裂缝储层岩石物理 复习与考试(2学时)

2

1 岩石物理学概论

1.1 岩石物理的内容与特点

岩石物理学是以研究岩

晶体物理学

—晶体的介电性及压电性

如果从导电性能的角度来考察晶体的电学性质时，一般可将晶体区分为电介质晶体、导电晶体、半导体和超导体等。电介质的特点是以感应极化的方式而不是传导的方式来传递电的作用和影响。这是电介质材料与导电材料的最基本的区别。在电介质材料中起电的作用的是束缚的电荷，它们在电场作用下，正、负束缚电荷的中心不再重合，，从而引起电极化，而电极化的结果产生对外的影响，从而将电的作用传递开来。电场作用引起晶体的电极化，这称为介电性质，用介电张量描述。介电张量是二阶张量。所有晶体在电场作用下都将发生电极化，所以所有的晶体都具有介电性质。 而将应力作用于某些晶体也会产生电极化，这种现象称为压电效应，而具有压电效应的晶体就称为压电晶体。压电效应的逆效应，即在电场作用下引起晶体应变的效应。

介电性质用介电张量，即二阶张量来描述。因此，所有32种晶类都可具有介电性质。描述压电效应的压电模量是三阶极张量，故只有非对称晶类是压电晶体（21种）。 下面分别着重介绍一下晶体的介电性和压电性。

晶体的介电性质

将原来不带电的介质晶体置于电场中，在其内部和表面上会感生出一定的电荷，这种现象称为电极化现象。