2014热力学统计物理期末复习试题

一. 填空题

1. 设一多元复相系有个 相，每相有个k组元，组元之间不起化学反应。此系统平衡时必同时满足条件： 、 、 _____

2. 热力学第三定律的两种表述分别叫做： 和 。

3.假定一系统仅由两个全同玻色粒子组成，粒子可能的量子态有4种。。 4.均匀系的平衡条件是 且 ；平衡稳定性条件是 且 。

5玻色分布表为；玻耳兹曼分布表为时，玻色分布和费米分布均过渡到玻耳兹曼分布。 6 热力学系统的四个状态量S、V、P、T所满足的麦克斯韦关系为

7. 玻耳兹曼系统粒子配分函数用Z1表示，内能统计表达式为广义力统计表达式为 ，熵的统计表达式为 ，自由能的统计表达式为 。

8.单元开系的内能、自由能、焓和吉布斯函数所满足的全微分是： ， ， ， 。 9. 均匀开系的克劳修斯方程组包含如下四个微分方程：

10. 等温等容条件下系统中发生的自发过程，总是朝着 方向进行，当 时，系统达到平

衡态；处在等温等压条件下的系统中发生的自发过程，总是朝着 方向进行，当 时，系统达到平衡态。

11.对于含N个分子的双原子分子理想气体，在一般温度下，原子内部电子的运动对热容量 ；温度大大于振动特征温度时， ；温度小小于转动特征温度时， 。温度大大于转动特征温度而小小于动特征温度时， 。

二．简述题

1. 写出系统处在平衡态的自由能判据。

2. 写出系统处在平衡态的吉布斯函数判据。

3. 写出系统处在平衡态的熵判据。

4.玻尔兹曼关系与熵的统计解释。

5. 为什么在常温或低温下原子内部的电子对热容量没有贡献？

6. 为什么在常温或低温下双原子分子的振动对热容量贡献可以忽略？

7. 能量均分定理。

8等概率原理。

9．系统的基本热力学函数有哪些？什么叫特性函数？什么叫自然参量。

11试说明，在应用经典理论的能量均分定理求理想气体的热容量时，出现哪些与实验不符的结论或无法解释的问题（至少例举三项）？ 12.最大功原理

13.写出能斯特定理的内容

14．什么是近独立粒子系统

15．单元复相系达到平衡时所满足的相变平衡条件是什么？如果该平衡条件未能满足，变化将朝着怎样的方向进行？

16．写出吉布斯相律的表达式，并说明各物理量的含义。

17.写玻耳兹曼系统、玻色系统、费米系统的微观态数统计表达式，并说明它们之间的联系。 与分布{al}相应的，玻色系统微观状态数为 系统微观状态数为 。当满足条件经典近似条件时，三种微观状态数之间的关系为 。

19．试说明，在应用经典理论的能量均分定理求固体热容量时，出现哪些与实验不符的结论或无法

解释的问题？ 。 三. 选择题

1.系统自某一状态A开始，分别经两个不同的过程到达终态B。下面说法正确的是 （A）在两个过程中吸收的热量相同时，内能的改变就一定相同 （B）只有在两个过程中吸热相同且做功也相同时，内能的改变才会相同 （C）经历的过程不同，内能的改变不可能相同 （D）上面三种说法都是错误的 2.下列各式中不正确的是 （A）

H F U n （B） （C） （D） G

T,P n T,V n S,V n T,P

3.吉布斯函数作为特性函数应选取的独立态参量是 （A）温度和体积 （B）温度和压强 （C）熵和体积 （D）熵和压强 （D）孤立的系统

4.费米统计的巨配分函数用 表示，则熵的统计表达式是 （A）S N

ln ln ln

（B）S N ln ln ln

（C）S k ln ln ln （D）S k

ln ln ln

5.自由能作为特性函数应选取的独立态参量是

（A）温度和体积 B）温度和压强 （C）熵和体积 （D）熵和压强 6.由热力学基本方程dG SdT Vdp可得麦克斯韦关系

（A） p T S

（B） T V V V T p S

S p（C） T V p （D） V

T

S S S Vp p T

8.封闭系统指

（A）与外界无物质和能量交换的系统 （B）能量守衡的系统

（C）与外界无物质交换但可能有能量交换的系统

9.下列系统中适合用玻尔兹曼分布规律处理的系统有 （A）经典系统

（B）满足非简并条件的玻色系统和费米系统 （C）满足弱简并性条件的玻色系统和费米系统 （D）非定域体系统

11.气体的非简并条件是 （A）分子平均动能远远大于kT （B）分子平均距离极大于它的尺度 （C）分子数密度远远小于1

（D）分子平均距离远大于分子德布罗意波的平均热波长

12.不考虑粒子自旋，在边长L的正方形区域内运动的二维自由粒子，其中动量的大小处在p~p dp范围的粒子可能的量子态数为

4 L22 L22 L2 L22

dp （D）2pdp（A）2pdp （B）2pdp （C）2

hhhh

13.在通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为：

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

14.三相点是：

(A) 某一温度，超过此温度，液相就不能存在

(B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度

(C) 液体的蒸气压等于25℃时的蒸气压三倍数值时的温度

(D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力

15.某一固体在25℃和p 压力下升华，这意味着：

(A) 固体比液体密度大些 (B) 三相点的压力大于p (C) 固体比液体密度小些 (D) 三相点的压力小于p

16.碘的三相点处在115℃和12kPa上，这意味着液态碘：

(A) 比固态碘密度大

(B) 在115℃以上不能存在

(C) 在p 压力下不能存在

(D) 不能有低于12kPa的蒸气压

17.N2的临界温度是124K，室温下想要液化 N2, 就必须：

(A) 在恒温下增加压力

(B) 在恒温下降低压力

(C) 在恒压下升高温度

(D) 在恒压下降低温度

21.当克劳修斯克拉贝龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则：

_

(A) p 必随T 之升高而降低

(B) p 必不随T 而变

(C) p 必随T 之升高而变大

(D) p 随T 之升高可变大或减少

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 (E) 能量均分原理

9) 各种不同运动状态的能级间隔是不同的，对于同一种气体分子，其平动、转动、振动和电子运动的能级间隔的大小顺序是：

(A) t > r > v > e (B) t < r < v < e

(C) e > v > t > r (D) v > e > t > r

(E) r > t > e > v

10) 在统计热力学中，对物系的分类按其组成的粒子能否被分辨来进行，按此原则：

(A) 气体和晶体皆属定域子体系

(B) 气体和晶体皆属离域子体系

(C) 气体属离域子体系而晶体属定域子体系

(D) 气体属定域子体系而晶体属离域子体系

12) 对给定的热力学体系,任何分布应满足：

(A) Ni=N (B) Ni i=U (C) N 及 …… 此处隐藏：3401字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……