2024年2月福建师范大学课程考试（附解答）《热力学与统计物理》作业考核试题

《热力学与统计物理》期末考试答题纸--完整答案附后---姓名：专业：学号：学习中心：成绩：注意：全卷请在答题纸上作答，否则不得分！一、填空题（每题3分，共48分）1、2、3、、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、二、简答题（每题13分，共52分）1.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是什么？热力学第二定律的实质是什么？2.什么是熵增原理？如图，若体系从i态出发，分别经过①可逆绝热过程；②不可逆绝热过程；能到达1、2、3、4、5、6、7、8状态中的哪些状态？3.金属自由电子气是属于玻色气体还是费米气体？玻色气体与费米气体在T=0K时有什么重要区别。4.请说明熵、热力学第二定律及热力学第三定律的统计意义。《热力学与统计物理》期末考试试卷注意：全卷请在答题纸上作答，否则不得分！一、填空题（每题3分，共48分）1.理想气体的体胀系数等于___________________。2.在等温等压过程中，体系对外所作的最大非膨胀功不能大于该系统的___________________的减小。3.对简单系统，以T、V为独立变量，则特性函数为___________________，若焓H作特性函数则必须选___________________为独立变量。4.气液在临界点的转变为___________________级相变。5.热力学中所特有的状态参量为___________________，它是实现两系统达到热平衡的充分且必要条件。6.单组元均匀系统的三相点有___________________个。7.25A的电流通过一个30的电阻器，历时2s，若电阻器保持为室温27℃，电阻器的质量是15克，比热容Cp为0.84J/g.K，问电阻器的熵增为___________________。8.多元复相系的相平衡条件是：在一定的温度和压强下，多元系各相达到平衡时，其中___________________的化学势都相等。9.判断一个孤立系统是否已达到平衡态，可采用的判据为___________________。10.一个处于热动平衡的系统，在局部上可能会经常发生偏离平衡的微小变化，这种现象叫做___________________。11.两个全同粒子分布在相同能级的三个不同状态a、b和c中，一个粒子处在状态a，一个粒子处在状态b，如果它们是玻耳兹曼粒子（即经典粒子），则这一分布出现的概率是___________________。12.等概率原理的内容是___________________。13.利用能量均分定理求空窖内辐射场中具有一定波矢k和一定偏振的单色平面波的平均能量是___________________。14.玻色－爱因斯坦凝聚是粒子在___________________空间的凝聚。15.微正则分布是具有___________________宏观条件的系统的分布函数。16.1mol理想气体，在27oC的恒温下发生膨胀,其压强由准静态地降到，求气体所做的功是___________________。二、简答题（每题13分，共52分）1.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是什么？热力学第二定律的实质是什么？2.什么是熵增原理？如图，若体系从i态出发，分别经过①可逆绝热过程；②不可逆绝热过程；能到达1、2、3、4、5、6、7、8状态中的哪些状态？3.金属自由电子气是属于玻色气体还是费米气体？玻色气体与费米气体在T=0K时有什么重要区别。4.请说明熵、热力学第二定律及热力学第三定律的统计意义。--完整答案附后--窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好看还是褐色的好窗帘布白色的好看还是褐色的好看窗帘布白色的好答案见下一页《热力学与统计物理》期末考试答题纸姓名：专业：学号：学习中心：成绩：注意：全卷请在答题纸上作答，否则不得分！一、填空题（每题3分，共48分）1、1/T2、吉布斯函数（G)3、自由能F、S、P4、二5、T6、17、08、每一组元在各不同相中的化学势相等9、熵10、涨落11、1/912、对于处在平衡状态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率都是相等的13、KT14、动量15、确定的N、V、E16、300R（或2493）J二、简答题（每题13分，共52分）1.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是什么？热力学第二定律的实质是什么？答：热力学第二定律的克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其它变化。（第二类永动机是不可能造成的）热力学第二定律的实质：在自然界中，任何自发过程都是不可逆的。2.什么是熵增原理？如图，若体系从i态出发，分别经过①可逆绝热过程；②不可逆绝热过程；能到达1、2、3、4、5、6、7、8状态中的哪些状态？答:熵增原理：孤立热力学系统的熵永不减少，总是增大或者不变。经过可逆绝热过程，系统可到达状态4和状态8；经过不可逆绝热过程，系统可到达状态1、2、3。3.金属自由电子气是属于玻色气体还是费米气体？玻色气体与费米气体在T=0K时有什么重要区别。答：金属自由电子气是属于费米气体；在T=0K时，玻色气体发生玻色爱因斯坦凝聚，所有粒子都凝聚在最低能级上；在T=0K时，费米气体中粒子不能全都处在能量最低能级。金属原子中电子被填充的最高能级,以下能级全满,以上能级全空。开始，每个量子态填充一个粒子，依次向上填充，直到费米能级。4.请说明熵、热力学第二定律及热力学第三定律的统计意义。答：熵的概念最初由克劳修斯提出，但直到玻耳兹曼将其与体系状态的存在概率联系起来后，熵才有了明确的物理意义。玻耳兹曼关系式为S=klnΩ，其中k为玻耳兹曼常数，Ω为热力学概率，即某一宏观状态所对应的微观状态数。当混乱度越大，系统中可能的围观状态数越多，熵越大。热力学第二定律的统计意义可以表述为一个不受外界影响的孤立系统，其内部发生的过程，总是由几率小的状态向几率大的状态进行，由包含微观状态数目少的宏观状态向包含微观状态数目多的宏观状态进行。热力学第三定律的统计意义在于它为解物质的热力学性质提供了一个非常有效的工具，还可以应用于能量传输和储存、化学工程以及环境保护等方面，对于提高工程系统的能效和减少能量损耗具有重要意义。总的来说，熵的物理意义是混乱度的度量，热力学第二定律揭示了孤立系统中过程总是自发地从低几率状态向高几率状态进行，而热力学第三定律则为物质的热力学性质的研究和应用提供了理论基础。如需更准确的信息，建议查阅物理专业书籍或文献。《热力学与统计物理》期末考试试卷注意：全卷请在答题纸上作答，否则不得分！一、填空题（每题3分，共48分）1.理想气体的体胀系数等于___________________。2.在等温等压过程中，体系对外所作的最大非膨胀功不能大于该系统的___________________的减小。3.对简单系统，以T、V为独立变量，则特性函数为___________________，若焓H作特性函数则必须选___________________为独立变量。4.气液在临界点的转变为___________________级相变。5.热力学中所特有的状态参量为_______T_________，它是实现两系统达到热平衡的充分且必要条件。6.单组元均匀系统的三相点有________1___________个。7.25A的电流通过一个30的电阻器，历时2s，若电阻器保持为室温27℃，电阻器的质量是15克，比热容Cp为0.84J/g.K，问电阻器的熵增为__________0_________。8.多元复相系的相平衡条件是：在一定的温度和压强下，多元系各相达到平衡时，其中___________________的化学势都相等。9.判断一个孤立系统是否已达到平衡态，可采用的判据为___________________。10.一个处于热动平衡的系统，在局部上可能会经常发生偏离平衡的微小变化，这种现象叫做___________________。11.两个全同粒子分布在相同能级的三个不同状态a、b和c中，一个粒子处在状态a，一个粒子处在状态b，如果它们是玻耳兹曼粒子（即经典粒子），则这一分布出现的概率是___________________。12.等概率原理的内容是___________________。13.利用能量均分定理求空窖内辐射场中具有一定波矢k和一定偏振的单色平面波的平均能量是___________________。14.玻色－爱因斯坦凝聚是粒子在___________________空间的凝聚。15.微正则分布是具有_________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