热力学统计物理总复习知识点

1、热力学部分第一章热力学的基本规律1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大批微观粒子构成的宏观物质系统此中所要研究的系统可分为三类孤立系：与其余物体既没有物质互换也没有能量互换的系统；闭系：与外界有能量互换但没有物质互换的系统；开系：与外界既有能量互换又有物质互换的系统。2、热力学系统均衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；依据相的数目，能够分为单相系和复相系。4、热均衡定律(热力学第零定律）：假如两个物体各自与第三个物体达到热均衡，它们相互也处在热均衡.5、切合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。6、范德瓦尔斯方

2、程是考虑了气体分子之间的互相作使劲（排挤力和吸引力）,对理想气体状态方程作了修正以后的实质气体的物态方程。7、准静态过程：过程由无穷凑近的均衡态构成，过程进行的每一步，系统都处于均衡态。8、准静态过程外界对气体所作的功：dWpdV，外界对气体所作的功是个过程量。9、绝热过程：系统状态的变化完整部是机械作用或电磁作用的结果而没有遇到其余影响。绝热过程中内能U是一个态函数：WUBUA、热力学第必定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不可以消灭也不可以创建，只好从一种形式变换成另一种形式，在变换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：UBUAWQ；微分形式：dUdQdW11、态函数焓H：HU

3、pV，等压过程：HUpV，与热力学第必定律的公式一比较即得：等压过程系统从外界汲取的热量等于态函数焓的增添量。12、焦耳定律：气体的内能不过温度的函数，与体积没关，即UU(T)。H13定压热容比：CpT；定容热容比：CVU迈耶公式：CpCVnRTpV14、绝热过程的状态方程：pVconst；TVp1const；const。T15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程构成。正循环为卡诺热机，效率1T1，逆T2循环为卡诺制冷机，效率为T1（只好用于卡诺热机）。T1T2、热力学第二定律：克劳修斯表述：不行能把热量从低温物体传到高温物体而不惹起其余变化（表示热传导过程是不行逆的）；开尔文（汤姆孙）

4、表述：不行能从单调热源汲取热量使之完整变为实用的功而不惹起其余变化（表明功变热的过程是不行逆的）；另一种开氏表述：第二类永动机不行能造成的。、无摩擦的准静态过程是可逆过程。、卡诺定理：全部工作于两个必定温度T1与T2之间的热机，以可逆机的效率为最高。并且全部的可逆机的效率都相等1T1，与工作物质没关，只与热源温度相关。T219、热机的效率：1Q212Q1，Q为热机从高温热源汲取的热量，Q为热机在低温热源放出的热量。20、克劳修斯等式与不等式：Q1Q20。T1T2、可逆热力学过程、热力学基本方程：dQdQ0，不行逆热力学过程0。TTdUTdSpdV。23、熵函数是一个广延量，拥有可加性；关于可逆

5、过程，熵S是一个态函数，积分与路径没关；对于绝热过程中，熵永不减少。24、理想气体的熵函数S：SnCVlnTnRlnVS0；SnCplnTnRlnpS0。、熵增添原理：系统经过可逆绝热过程后熵不变，经过不行逆绝热过程后熵增添，在绝热条件下熵减少的过程是不行能实现的。熵增添原理用来判断过程进行的方向和限度。、孤立系统内所发生的过程的方向就是熵增添的方向，若系统经绝热过程后熵不变，则此过程是可逆的；若熵增添，则此过程是不行逆的。、熵是系统中微观粒子作无规则运动的杂乱程度的量度。、在等温等容过程中，系统的自由能（FUTS）永不增添，系统发生的不行逆过程老是朝着自由能减少的方向进行；在等温等压过程中，

6、吉布斯函数（统发生的不行逆过程老是朝着吉布斯函数减少的方向进行。第二章均匀物质的热力学性质1、内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分（记忆方法）：GUTSpV）永不增添，系dHTdSVdpH；dGSdTVdp；dFSdTpdV；dUTdSpdVSpdG(,)dH(,)dGdUVpTOVTT2、麦氏关系：dFdF；(,)dU(,)VSSVpSSpSVTpVS；TVTppT3、获取低温的方法主要有节流过程和绝热膨胀过程；节流过程前后气体的温度发生了变化，这个效应称之为：焦耳汤姆孙效应；关于理想气体，节流过程前后温度不变。4、受热的物领会辐射电磁波，叫做热辐射；热均衡辐射体对电磁波的汲取和辐射达到均衡

7、，热辐射的特征只取决于辐射体的温度，与辐射体的其余性质没关，因此说均衡辐射下，辐射体拥有固定的温度。第三章单元系的相变1、孤立系统达到均衡态的时候，系统的熵处于极大值状态，这是孤立系统均衡态的判据；假如极大值不只一个，则当系统处于较小的极大值的时候，系统处于亚稳均衡态。2孤立系统处在稳固均衡态的充要条件是：S0；等温等容系统处在稳固均衡态的充要条件是：F0；等温等压系统处在稳固均衡态的充要条件是：G0。3、当系统关于均衡状态而发生某种偏离的时候，系统中将会自觉地产生相应的过程，直到恢复系统的均衡。4、开系的热力学基本方程：5、单元系的复相均衡条件：dUTdSpdVdnTT;pp;6、汽化线、溶

8、化线与升华线的交点称为三相点，在三相点固、液、气三相能够均衡共存。7、单元系三相共存时，学必然须相等。TTTT0;pppp0;即三相（）的温度、压强和化(T,p)(T,p)(T,p)统计物理学部分第六章近独立粒子的最概然散布1、粒子的能量是粒子的广义坐标和广义动量的函数(q1,q2,qr;p1,p2,pr)，某一时刻粒子的运动状态(q1,q2,qr;p1,p2,pr)能够用空间的一点来表示，注意，粒子在空间的轨迹其实不是粒子的实质运动轨迹。2、自由粒子自由度3，空间维数6，能量（球）1(px2py2pz2)；线性谐振子自由度1，2m空间维数2，能量（椭圆）p21m2x2；（长度必定轻杆连结质点

9、）转子自由度2，空间2m2维数4，能量M2I2。3、粒子运动状态的量子描绘：E；pk1（德布罗意关系）自旋磁量子数ms24、粒子的自由度为r，各自由度的坐标和动量的不确立值qi和pi知足海森伯不确立关系qipih，相格的大小为q1qrp1prhr。5、近独立粒子系统：系统中粒子之间的互相作用很弱，互相作用的均匀能量远小于单个粒子的均匀能量，忽视粒子之间的互相作用，系统的能量就简单地以为是单个粒子的能量之和。6、经典物理：全同粒子能够分辨，能够追踪粒子的轨道运动轨迹；量子物理：全同粒子不行分辨，不行能追踪粒子的运动（不确立关系）。7、费米子：自旋量子数为半整数的基本粒子或复合粒子，如：电子、质子

10、、中子等。玻色子：自旋量子数为整数的基本粒子或复合粒子，如：光子、介子等。8、玻耳兹曼系统：粒子能够分辨，不知足泡利不相容原理，对三个粒子两个能级系统，有9个不同的量子态；玻色系统：粒子不可以够分辨，不知足泡利不相容原理，有6个不一样的量子态；费米系统：粒子不可以够分辨，知足泡利不相容原理，有3个不一样的量子态。9、统计物理的根本问题：确立各微观状态出现的概率；宏观状态量是相应微观物理量的统计均匀值。、等概率原理：关于均衡态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的，等概率原理是统计热力学的基来源理。11、玻耳兹曼散布：all；玻色散布：allllee第七章玻耳兹曼统计；费米散布：a

11、lll1e11、内能是系统中粒子无规则运动总能量的统计均匀值，其统计表达式为：UNlnZ1，其中配分函数Z1lel，NeZ1。l2、（玻耳兹曼系统）熵的统计物理意义：熵是杂乱度的量度，某个宏观状态对应的微观状态数越多，它的杂乱度就越大，熵就越大。熵的统计表达式：SNklnZ1lnZ1，此中1；玻耳兹曼关系式：SklnkT3、理想气体的物态方程：NlnZ1NkTpVV4、气体知足经典极限条件（非简并条件）：e1，即要求（1）气体要稀疏；（2）温度要高；（3）分子的质量m要大。f(vx,vy,vz)dvxdvydvzn(m3/2m(vx2vy2vz2)dvxdvydvz；5、麦克斯韦速度散布：)e

12、2kT2kTfdv4n(m)3/2mv2v2dv麦克斯韦速率散布：e2kT2kT6、最概然速率：vm2kTv8kTvs3kT；均匀速率：；方均根速率：mmm7、单位时间内遇到单位面积器壁上的分子数（碰钉子数）：1nv48、能量均分定理：关于处在温度为T的均衡状态的经典系统，粒子能量中每一个平方项的均匀值的均匀值等于1kT。依据能量均分定理，单原子分子的均匀能量为3kT，双原子分子的平22均能量5kT【平动能+转动能+0振动能（相对运动动能+相对运动势能）】。2第八章玻色统计和费米统计1、当系统不知足非简并性条件，并且也不是定域系统时，需要采纳玻色统计或费米统计的方法来办理。微观粒子全同性原理决定了两者与玻耳兹曼系统不一样的宏观性质。2、巨配分函数：1elllll3、熵与微观状态数的关系：SklnNUkln4、巨热力势和巨配分函数的关系：JkTln5、当理想玻色气体的n32.612的临界值的时候将会出现玻色爱因斯坦凝集现象。6、光子气体特点