2023热力学统计物理期末复习试题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——2023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。则系统可能的微观态数为：10。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；费米分布表为；玻耳兹曼分布表为。当满足条件时，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。

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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，出现哪些与试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？假使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；费米系统的微观状态数；玻耳兹曼系统微观状态数为。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，出现哪些与试验不符的结论或无法

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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一致时，内能的改变就一定一致（B）只有在两个过程中吸热一致且做功也一致时，内能的改变才会一致（C）经历的过程不同，内能的改变不可能一致（D）上面三种说法都是错误的2.以下各式中不正确的是（A）?????H???F???U???n??（B）????（C）????（D）?????G??

T,P??n?T,V??n?S,V??n?T,P3.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?T8.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.以下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

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（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?L22dp（D）2pdp（A）2pdp（B）2pdp（C）2hhhh

13.在寻常状况下，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)寻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

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(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,就必需：

(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