统计热力学基础总结

选择题

1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是：( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础

D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科 B

2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑ni = N，∑niεi = U， 这是因为所研究的体系是：( ) A. 体系是封闭的，粒子是独立的 B 体系是孤立的，粒子是相依的 C. 体系是孤立的，粒子是独立的 D. 体系是封闭的，粒子是相依的 C

3.假定某种分子的许可能级是 0、ε、2ε 和 3ε，简并度分别为 1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε 时，体系的微观状态数为：( )

A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A

4. 使用麦克斯韦-波尔兹

三、统计热力学基础

三、统计热力学基础（313题）

一、选择题 ( 共38题 ) 1. 1 分 (1301)

玻耳兹曼熵定理一般不适用于： ( ) (A) 独立子体系 (B) 理想气体 (C) 量子气体 (D) 单个粒子 2. 1 分 (1302)

非理想气体是： ( )

(A) 独立的全同粒子体系 (B) 相依的粒子体系

(C) 独立的可别粒子体系 (D) 定域的可别粒子体系

3. 2 分 (1304)

下列各体系中属于独立粒子体系的是： ( ) (A) 绝对零度的晶体 (B) 理想液体混合物 (C) 纯气体 (D) 理想气体的混合

三、统计热力学基础

三、统计热力学基础（313题）

一、选择题 ( 共38题 ) 1. 1 分 (1301)

玻耳兹曼熵定理一般不适用于： ( ) (A) 独立子体系 (B) 理想气体 (C) 量子气体 (D) 单个粒子 2. 1 分 (1302)

非理想气体是： ( )

(A) 独立的全同粒子体系 (B) 相依的粒子体系

(C) 独立的可别粒子体系 (D) 定域的可别粒子体系

3. 2 分 (1304)

下列各体系中属于独立粒子体系的是： ( ) (A) 绝对零度的晶体 (B) 理想液体混合物 (C) 纯气体 (D) 理想气体的混合

三、统计热力学基础

三、统计热力学基础（313题）

一、选择题 ( 共38题 ) 1. 1 分 (1301)

玻耳兹曼熵定理一般不适用于： ( ) (A) 独立子体系 (B) 理想气体 (C) 量子气体 (D) 单个粒子 2. 1 分 (1302)

非理想气体是： ( )

(A) 独立的全同粒子体系 (B) 相依的粒子体系

(C) 独立的可别粒子体系 (D) 定域的可别粒子体系

3. 2 分 (1304)

下列各体系中属于独立粒子体系的是： ( ) (A) 绝对零度的晶体 (B) 理想液体混合物 (C) 纯气体 (D) 理想气体的混合

第七章 统计热力学基础

一、选择题

1、 统计热力学主要研究（ ）。

(A) 平衡体系 (B)单个粒子的行为案 (C) 非平衡体系 (D) 耗散结构 2、能量零点的不同选择，在下面诸结论中哪一种说法是错误的： ( ) (A) 影响配分函数的计算数值 (B) 影响 U，H，F，G 的数值 (C) 影响 Boltzmann分布数 N 的数值 (D) 影响能级能量εi的计算数值 3、最低能量零点选择不同，对哪些热力学函数值无影响： ( ) (A) U (B) S (C) G (D) H 4、 统计热力学研究的主要对象是：（ ） (A) 微观粒子的各种变化规律 (B) 宏观体系的各种性质 (C) 微观粒子的运动规律 (D) 宏观系统的平衡性质

5、 对于一个U,N,V确定的体系，其微观状态数最大的分布就是最可几分布，得出这一结论的理论依据是：（ ）

(A) 玻兹曼分布定律 (B) 等几率假设 (C) 分子运动论 (D) 统计学原理 6、以0到9这十个数字组成不重复的三位数共有（ ） (A) 648个 (B) 720个 (C) 504个

第一章 基 本 概 念 1.基本概念

热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。

边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。

外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。

闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。

开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。

绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。

孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。

复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。

多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。

非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。

热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。

平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这

《热力学统计物理2》教学大纲

课程名称（英文）：热力学统计物理2（Thermodynamics and Statistical Mechanics Ⅱ）

课程代码：0612933 课程类别：提高拓宽课程 学 时：34学时 学 分：2学分 考核办法：考查

适用对象：物理学本科专业

一、课程简介

《热力学统计物理2》课程是高等学校物理学专业本科选修的课程。是在《热力学统计物理1》的基础上进一步掌握热力学统计物理的基本概念和原理，加深与扩展热力学统计物理的内容，使学生对热力学统计物理的概念、原理与基本理论有更透彻的理解与掌握。同时掌握用热力学统计物理解决实际问题的方法，进一步提高学生的解题技巧与能力。为进一步学习现代物理学和科学技术奠定基础，并满足一部分学生考研的需要。

二、教学目的及要求

1、掌握多元系热力学函数的一般性质和多元系的热力学方程，了解多元系的化学平衡条件。

2、系综理论可以应用于有相互作用粒子组成的系统。掌握系综理论的基本概念，以及微正则系综、正则系综和巨正则系综。

3、进一步提高学生的解题技巧与能力。为进一步学习现代物理学和科学技术奠定基础，并满足一部分学生考研的需要。

三、教学重点和难点

教学重点和难点：多元系的热力

化学热力学基础

一、判断题

1、恒温过程的Q一定是零。（ × ）

2、在绝热、密闭、钢制得的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（ √ ） 3、不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程。（ × ） 4、当热由系统传给环境时，系统的焾必减少。（ × ）

5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。（ × ）

6、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式?H??CpdT都适用。（ √ ） 7、尽管Q和W都是途径函数，但（Q+W）的数值与途径无关。（ √ ） 8、恒外压过程就是恒压过程。（ × ） 9、物体的温度越高，则热量越多。（ × ）

10、不作体积功的恒容过程的热效应，只由体系的始态和终态决定。（ √ ） 11、体系的焓就是体系所含的热量。（ × ）

12、能对外做最大功的膨胀过程，一定是可逆过程。（ √ ）

13、一个体系经绝热可逆过程由始态A变到终态B，然后可经绝热不可逆过程由B态回到A态。（ × ）

14、混合气体中，i组分的分压力为Pi?niRT。（ √ ） V15、绝热过程中，体系所作的功只由体系的始态和终态决定。（ √ ）

16、在100℃和101325Pa下，1m

热力学与统计物理总复习

一、填空题

1、理想气体满足的条件：

①玻意耳定律?温度不变时，PV?C? ②焦耳定律?理想气体温标的定义P?T?

?在相同的温度和压强下③阿伏伽德罗定律，相等体积所含各种气体的物质的量相等，即n?V11等于kT ，即：axi2?kT22?

2、能量均分定理： 对于处在温度为T的平衡状态的经典系统，粒子能量中每一个平方项的平均值???。广义能量均分定理：xi???x?j????ijkT??。

3、吉布斯相律：f?k?2??其中k是组元数量， ?是相的数量。4、相空间是 2Nr 维空间，研究的是：一个系统里的N个粒子 ；?空间是 2r 维空间，研究的是： 1个粒子 。

二、简答题

1、特性函数的定义。

答：适当选择独立变量，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。这个热力学函数即称为特性函数。

2、相空间的概念。

答：为了形象地描述粒子的力学运动状态，用q1,?,qr;p1,?,pr共2r个变量为直角坐标，构成一个2r维空间，称为?空间。

根据经典力学，系统在任一时刻的微观运动状态由f个广义坐标q1,q2,?,qf及与其共轭的f个广义动量p1,p2

13热力学基础

1内能计算公式

适用于理想气体的下述哪个过程（D） i?E??R(T2?T1)2A、只适用等体过程 B、只适用等压过程 C、只适用绝热过程 D、始末态为平衡态的热力学过程

2关于热力学系统的平均自由程，下述说法正确的是（C）

A、一个分子在1秒内通过的路程 B、平均自由程很小，不可能大于容器的线度 C、分子连续两次碰撞的平均路程 D、平均自由程很大，一般都大于容器的线度

3热力学系统处于平衡态应理解为：（B）

A、 系统的宏观性质（P、V、T）不随时间变化的状态

B、 系统在不受外界影响的条件下，宏观性质（P、V、T）不随时间变化的状态 C、 系统内各处压强P和温度T不一定处处相等 D、 系统内每个分子都处于平衡的状态

5通常情况下双原子气体的摩尔定容热容为（A） A、52R B、2R C、32R D、R

7热机效率η定义为（B）

A、Q?Q B、Q?Q C、Q?Q D、Q?Q

12121212Q2A、

Q1Q2Q18制冷机的制冷系数ω定义为（D）

Q1 B、Q1 C、Q2 D、Q2 Q2?Q1Q1?Q2Q2?Q1Q1?Q2

13关于绝热过程说法正确的是（C）

A、只是不吸