福建師范大學(xué)（網(wǎng)考）福師《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》通關(guān)資料21.08

《熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理》考試大綱一、填空題。（每格3分）1、理想氣體的等溫壓縮系數(shù)等于1/P。2、一個(gè)系統(tǒng)在壓強(qiáng)和溫度不變的情況下，為了判別此系統(tǒng)是否已達(dá)到平衡態(tài)，可采用的判據(jù)為G（吉普斯函數(shù)）。3、固相、液相之間的轉(zhuǎn)變?yōu)橐患?jí)相變。4、熱力學(xué)中所特有的狀態(tài)參量為T，它是實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的充分且必要條件。5、1摩爾理想氣體初態(tài)溫度為T，體積為V1，經(jīng)絕熱自由膨脹過(guò)程體積膨脹為原來(lái)的e倍（e為自然對(duì)數(shù)），氣體的內(nèi)能變化為RT。6、體系由溶液及其飽和蒸汽組成，此系統(tǒng)包含二相。7、一個(gè)孤立系統(tǒng)有相和相，若系統(tǒng)已達(dá)到熱平衡和力學(xué)平衡，但發(fā)生相變，相物質(zhì)遷移到相，則化學(xué)勢(shì)滿足關(guān)系：相化學(xué)勢(shì)大于相化學(xué)勢(shì)。8、一摩爾氧氣在300K下，壓強(qiáng)由1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓絕熱壓縮至e個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，求該過(guò)程中可以把氧氣看成是理想氣體，已知?dú)怏w普適常數(shù)R=8.31，求過(guò)程熵變-2493J·mol-1·K-1。9、兩個(gè)全同粒子分布在相同能級(jí)的三個(gè)不同狀態(tài)a、b和c中，一個(gè)粒子處在狀態(tài)a，一個(gè)粒子處在狀態(tài)b，如果它們是費(fèi)米粒子，則這一分布出現(xiàn)的概率是1/3。10、粒子遵從玻爾茲曼分布，能量表達(dá)式為，則粒子的平均能量為KT。11、平衡狀態(tài)下光子氣體的化學(xué)勢(shì)等于0。12、系綜的概念是由大量結(jié)構(gòu)完全相同、處于給定的相同宏觀條件下彼此獨(dú)立的假想系統(tǒng)的集合，其中每一個(gè)系綜都與實(shí)際討論的真實(shí)系統(tǒng)有相同的哈密頓，但有不同的微觀狀態(tài)，這種系統(tǒng)的集合叫統(tǒng)計(jì)系綜。13、正則分布是具有確定的N、T、V宏觀條件的系統(tǒng)的分布函數(shù)。14、一個(gè)處于熱動(dòng)平衡的系統(tǒng)，在局部上可能會(huì)經(jīng)常發(fā)生偏離平衡的微小變化，這種現(xiàn)象叫做漲落。15、對(duì)一個(gè)有N個(gè)分子組成的某經(jīng)典氣體系統(tǒng)，空間中一個(gè)代表點(diǎn)表示表示系統(tǒng)在某一時(shí)刻的微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。16、玻色－愛因斯坦凝聚是粒子在動(dòng)量空間的凝聚。17、理想氣體的體脹系數(shù)等于1/T。18、在等溫等壓過(guò)程中，體系對(duì)外所作的最大非膨脹功不能大于該系統(tǒng)的吉布斯函數(shù)（G)的減小。19、對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)，以T、V為獨(dú)立變量，則特性函數(shù)為自由能F，若焓H作特性函數(shù)則必須選S、P為獨(dú)立變量。20、氣液在臨界點(diǎn)的轉(zhuǎn)變?yōu)槎?jí)相變。21、單組元均勻系統(tǒng)的三相點(diǎn)有1個(gè)。22、25A的電流通過(guò)一個(gè)30的電阻器，歷時(shí)2s，若電阻器保持為室溫27℃，電阻器的質(zhì)量是15克，比熱容Cp為0.84J/g.K，問(wèn)電阻器的熵增為0。23、多元復(fù)相系的相平衡條件是：在一定的溫度和壓強(qiáng)下，多元系各相達(dá)到平衡時(shí)，其中每一組元在各不同相中的化學(xué)勢(shì)相等的化學(xué)勢(shì)都相等。24、判斷一個(gè)孤立系統(tǒng)是否已達(dá)到平衡態(tài)，可采用的判據(jù)為熵。25、兩個(gè)全同粒子分布在相同能級(jí)的三個(gè)不同狀態(tài)a、b和c中，一個(gè)粒子處在狀態(tài)a，一個(gè)粒子處在狀態(tài)b，如果它們是玻耳茲曼粒子（即經(jīng)典粒子），則這一分布出現(xiàn)的概率是1/9。26、等概率原理的內(nèi)容是對(duì)于處在平衡狀態(tài)的孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)各個(gè)可能的微觀狀態(tài)出現(xiàn)的概率都是相等的。27、利用能量均分定理求空窖內(nèi)輻射場(chǎng)中具有一定波矢k和一定偏振的單色平面波的平均能量是KT。28、玻色－愛因斯坦凝聚是粒子在動(dòng)量空間的凝聚。29、微正則分布是具有確定的N、V、E宏觀條件的系統(tǒng)的分布函數(shù)。30、1mol理想氣體，在27oC的恒溫下發(fā)生膨脹,其壓強(qiáng)由ePn準(zhǔn)靜態(tài)地降到1Pn，求氣體所做的功是300R（或2493）J。30、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是為。31、在等溫等壓過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外界所作的功一定不能大于的G減小。32、體系由五種氣體按任意比例混合而成，該系統(tǒng)的獨(dú)立強(qiáng)度參量數(shù)目為6。熵增原理只適用于孤立系統(tǒng)。34、熱力學(xué)第二定律告訴我們，自然界中與熱現(xiàn)象相關(guān)的實(shí)際過(guò)程都是不可逆的。35、整個(gè)系統(tǒng)在物理、化學(xué)性質(zhì)上都均勻一致的系統(tǒng)稱為均勻系統(tǒng)。36、在等溫過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外界所作的功一定不能大于__自由能____的減小。37、體系由液體和飽和蒸汽組成，此系統(tǒng)包含2相。38、當(dāng)溫度很低或粒子數(shù)密度很大時(shí)，波色系統(tǒng)與費(fèi)米系統(tǒng)的量子關(guān)聯(lián)效應(yīng)會(huì)很強(qiáng)。39、在T-S圖中等容線與等壓線的斜率之比為Y。40、兩系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的充分且必要條件是溫度相等。41、系統(tǒng)與外界不作任何宏觀功而傳遞能量的過(guò)程稱為熱交換。42、熱力學(xué)基本方程為。43、體系由二元溶液組成，此系統(tǒng)包含1相。44、從微觀角度看，氣體的內(nèi)能是氣體中分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)能量總和的統(tǒng)計(jì)平均值。二、選擇題（每題4分）1、在熱力學(xué)中，對(duì)幾個(gè)基本偏導(dǎo)數(shù)的物理意義進(jìn)行了定義，其中等溫壓縮系數(shù)的表達(dá)式是（）。A.B.C.D.答案：B2、系統(tǒng)與外界不作任何宏觀功而傳遞能量的過(guò)程稱為（）。A.熱運(yùn)動(dòng)B.熱輻射C.熱交換D.做功答案：C3、熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（）。A.B.C.D.答案：C4、熱力學(xué)基本方程為（）。A.B.C.D.答案：D5、能量均分定理是指處于溫度為T的熱平衡的經(jīng)典系統(tǒng)，粒子能量中每一個(gè)獨(dú)立平方項(xiàng)的平均值等于（）。A.B.C.D.答案：B6、兩系統(tǒng)達(dá)到熱平衡的充分且必要條件是（）。A.體積相等B.溫度相等C.熵相等D.焓相等答案：B7、對(duì)于N個(gè)分子組成的理想氣體系統(tǒng)，如果一個(gè)分子的配分函數(shù)為Z(T，V，1)，那么整個(gè)系統(tǒng)的配分函數(shù)Z(T，V，N)為（）。A.B.C.D.答案：D8、一個(gè)孤立系統(tǒng)有相和相，若系統(tǒng)已達(dá)到熱平衡和力學(xué)平衡，但發(fā)生相變，相物質(zhì)遷移到相，則化學(xué)勢(shì)滿足關(guān)系（）。A.B.C.D.答案：A9、體系由液體和飽和蒸汽組成，此系統(tǒng)包含（）相。A.4B.3C.2D.1答案：C10、氣體與溫度為T1的高溫?zé)嵩幢３譄峤佑|，從狀態(tài)Ⅰ（p1，V1，T1）等溫膨脹而達(dá)狀態(tài)Ⅱ（p2，V2，T2），在這個(gè)過(guò)程中氣體吸收的熱量Q=（）。B.C.D.答案：D11、體系由二元溶液組成，此系統(tǒng)包含（）相。A.1B.2C.3D.4答案：A12、在等溫過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)外界所作的功一定不能大于（）的減小。A.熵B.自由能B.吉布斯函數(shù)D.焓答案：B13、一級(jí)相變的克拉珀龍方程的表達(dá)式為（）。A.B.C.D.答案：D三、簡(jiǎn)答題。（每題13分）1、什么是可逆過(guò)程，什么是不可逆過(guò)程？熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是什么？答：（1）可逆過(guò)程：如果一個(gè)過(guò)程發(fā)生后，它所產(chǎn)生的影響可以完全消除而令一切恢復(fù)原狀，這過(guò)程稱為可逆過(guò)程。（2）不可逆過(guò)程：如果一個(gè)過(guò)程發(fā)生后，不論用任何曲折復(fù)雜的方法都不可能把它留下的后果完全消除而使一切恢復(fù)原狀，這過(guò)程稱為不可逆過(guò)程。（3）熱力學(xué)第二定律的本質(zhì)：在自然界中，任何自發(fā)過(guò)程都是不可逆的。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）2、三元二相系的自由度是多少？為什么水的三相點(diǎn)只有一個(gè)？體系由溶質(zhì)（例如溶解于水中的鹽）和溶劑（例如水）組成，而且溶解未達(dá)到飽和狀態(tài)，描述該系統(tǒng)需要的獨(dú)立強(qiáng)度變量數(shù)目為多少？答：三元二相系的自由度是3。因?yàn)樗菃卧到y(tǒng)，根據(jù)吉普斯相律，但三相共存時(shí)，該系統(tǒng)的自由度為0，所以水的三相點(diǎn)只有一個(gè)。體系由溶質(zhì)（例如溶解于水中的鹽）和溶劑（例如水）組成，而且溶解未達(dá)到飽和狀態(tài)，該系統(tǒng)屬于二元二相系統(tǒng)，需要的獨(dú)立強(qiáng)度變量數(shù)目為2。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）3、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是什么？熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是什么？答：熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱源吸熱使之完全變成有用的功而不引起其它變化。（第二類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的）熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：在自然界中，任何自發(fā)過(guò)程都是不可逆的。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）4、金屬自由電子氣是屬于玻色氣體還是費(fèi)米氣體？玻色氣體與費(fèi)米氣體在T=0K時(shí)有什么重要區(qū)別。答：金屬自由電子氣是屬于費(fèi)米氣體；在T=0K時(shí)，玻色氣體發(fā)生玻色愛因斯坦凝聚，所有粒子都凝聚在最低能級(jí)上；在T=0K時(shí)，費(fèi)米氣體中粒子不能全都處在能量最低能級(jí)。金屬原子中電子被填充的最高能級(jí),以下能級(jí)全滿,以上能級(jí)全空。開始，每個(gè)量子態(tài)填充一個(gè)粒子，依次向上填充，直到費(fèi)米能級(jí)。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）5、什么是平衡態(tài)？平衡態(tài)有哪些特點(diǎn)？答：一個(gè)孤立系統(tǒng)，不論其初態(tài)如何復(fù)雜，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，將會(huì)達(dá)到這樣狀態(tài)，系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化，這樣的狀態(tài)稱為熱力學(xué)平衡態(tài)。特點(diǎn)：不限于孤立系統(tǒng)、弛豫時(shí)間、漲落、熱動(dòng)平衡。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）6、什么是開系，閉系，孤立系？答：開系：與外界既有物質(zhì)交換，又有能量交換的系統(tǒng)。閉系：與外界沒(méi)有物質(zhì)交換，但有能量交換的系統(tǒng)。孤立系：與其他物體既沒(méi)有物質(zhì)交換，也沒(méi)有能量交換的系統(tǒng)。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）7、什么是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？其實(shí)現(xiàn)的條件是什么？答：準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：熱力學(xué)系統(tǒng)所經(jīng)歷的一系列狀態(tài)都無(wú)限接近于平衡狀態(tài)。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)條件：無(wú)限緩慢；無(wú)摩擦。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）8、試說(shuō)明，在應(yīng)用經(jīng)典理論的能量均分定理求固體熱容量時(shí)，出現(xiàn)哪些與實(shí)驗(yàn)不符的結(jié)論或無(wú)法解釋的問(wèn)題？答：（1）在低溫范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)固體的熱容量隨溫度降低地很快，當(dāng)溫度趨近絕對(duì)零度時(shí)，熱容量也趨于零；對(duì)于金屬的自由電子，如果將能量的均分定理應(yīng)用于電子，電子的熱容量與離子振動(dòng)的熱容量將有相同的數(shù)量級(jí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是3K以上的自由電子的熱容量與離子振動(dòng)的熱容量相比可以忽略不計(jì)。（溫馨提示：照抄答案，沒(méi)有加入自己的答案，一律0分。）9、自由電子模型的內(nèi)容包含哪些？答：（1）認(rèn)為組成金屬的原子由離子實(shí)和價(jià)電子兩部分組成；（離子實(shí)包括原子核和