福師大2024年2月考試課程（附答案）《熱力學與統(tǒng)計物理》作業(yè)考核試題

《熱力學與統(tǒng)計物理》期末考試答題紙--完整答案附后---姓名：專業(yè)：學號：學習中心：成績：注意：全卷請在答題紙上作答，否則不得分！一、填空題（每題3分，共48分）1、2、3、、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、二、簡答題（每題13分，共52分）1.熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是什么？熱力學第二定律的實質是什么？2.什么是熵增原理？如圖，若體系從i態(tài)出發(fā)，分別經過①可逆絕熱過程；②不可逆絕熱過程；能到達1、2、3、4、5、6、7、8狀態(tài)中的哪些狀態(tài)？3.金屬自由電子氣是屬于玻色氣體還是費米氣體？玻色氣體與費米氣體在T=0K時有什么重要區(qū)別。4.請說明熵、熱力學第二定律及熱力學第三定律的統(tǒng)計意義?！稛崃W與統(tǒng)計物理》期末考試試卷注意：全卷請在答題紙上作答，否則不得分！一、填空題（每題3分，共48分）1.理想氣體的體脹系數(shù)等于___________________。2.在等溫等壓過程中，體系對外所作的最大非膨脹功不能大于該系統(tǒng)的___________________的減小。3.對簡單系統(tǒng)，以T、V為獨立變量，則特性函數(shù)為___________________，若焓H作特性函數(shù)則必須選___________________為獨立變量。4.氣液在臨界點的轉變?yōu)開__________________級相變。5.熱力學中所特有的狀態(tài)參量為___________________，它是實現(xiàn)兩系統(tǒng)達到熱平衡的充分且必要條件。6.單組元均勻系統(tǒng)的三相點有___________________個。7.25A的電流通過一個30的電阻器，歷時2s，若電阻器保持為室溫27℃，電阻器的質量是15克，比熱容Cp為0.84J/g.K，問電阻器的熵增為___________________。8.多元復相系的相平衡條件是：在一定的溫度和壓強下，多元系各相達到平衡時，其中___________________的化學勢都相等。9.判斷一個孤立系統(tǒng)是否已達到平衡態(tài)，可采用的判據(jù)為___________________。10.一個處于熱動平衡的系統(tǒng)，在局部上可能會經常發(fā)生偏離平衡的微小變化，這種現(xiàn)象叫做___________________。11.兩個全同粒子分布在相同能級的三個不同狀態(tài)a、b和c中，一個粒子處在狀態(tài)a，一個粒子處在狀態(tài)b，如果它們是玻耳茲曼粒子（即經典粒子），則這一分布出現(xiàn)的概率是___________________。12.等概率原理的內容是___________________。13.利用能量均分定理求空窖內輻射場中具有一定波矢k和一定偏振的單色平面波的平均能量是___________________。14.玻色－愛因斯坦凝聚是粒子在___________________空間的凝聚。15.微正則分布是具有___________________宏觀條件的系統(tǒng)的分布函數(shù)。16.1mol理想氣體，在27oC的恒溫下發(fā)生膨脹,其壓強由準靜態(tài)地降到，求氣體所做的功是___________________。二、簡答題（每題13分，共52分）1.熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是什么？熱力學第二定律的實質是什么？2.什么是熵增原理？如圖，若體系從i態(tài)出發(fā)，分別經過①可逆絕熱過程；②不可逆絕熱過程；能到達1、2、3、4、5、6、7、8狀態(tài)中的哪些狀態(tài)？3.金屬自由電子氣是屬于玻色氣體還是費米氣體？玻色氣體與費米氣體在T=0K時有什么重要區(qū)別。4.請說明熵、熱力學第二定律及熱力學第三定律的統(tǒng)計意義。--完整答案附后--年尤芳芳煉油廠防守打法玩過年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩年尤芳芳煉油廠防守打法玩答案見下一頁《熱力學與統(tǒng)計物理》期末考試答題紙姓名：專業(yè)：學號：學習中心：成績：注意：全卷請在答題紙上作答，否則不得分！一、填空題（每題3分，共48分）1、1/T2、吉布斯函數(shù)（G)3、自由能F、S、P4、二5、T6、17、08、每一組元在各不同相中的化學勢相等9、熵10、漲落11、1/912、對于處在平衡狀態(tài)的孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)各個可能的微觀狀態(tài)出現(xiàn)的概率都是相等的13、KT14、動量15、確定的N、V、E16、300R（或2493）J二、簡答題（每題13分，共52分）1.熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是什么？熱力學第二定律的實質是什么？答：熱力學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。（第二類永動機是不可能造成的）熱力學第二定律的實質：在自然界中，任何自發(fā)過程都是不可逆的。2.什么是熵增原理？如圖，若體系從i態(tài)出發(fā)，分別經過①可逆絕熱過程；②不可逆絕熱過程；能到達1、2、3、4、5、6、7、8狀態(tài)中的哪些狀態(tài)？答:熵增原理：孤立熱力學系統(tǒng)的熵永不減少，總是增大或者不變。經過可逆絕熱過程，系統(tǒng)可到達狀態(tài)4和狀態(tài)8；經過不可逆絕熱過程，系統(tǒng)可到達狀態(tài)1、2、3。3.金屬自由電子氣是屬于玻色氣體還是費米氣體？玻色氣體與費米氣體在T=0K時有什么重要區(qū)別。答：金屬自由電子氣是屬于費米氣體；在T=0K時，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上；在T=0K時，費米氣體中粒子不能全都處在能量最低能級。金屬原子中電子被填充的最高能級,以下能級全滿,以上能級全空。開始，每個量子態(tài)填充一個粒子，依次向上填充，直到費米能級。4.請說明熵、熱力學第二定律及熱力學第三定律的統(tǒng)計意義。答：熵的概念最初由克勞修斯提出，但直到玻耳茲曼將其與體系狀態(tài)的存在概率聯(lián)系起來后，熵才有了明確的物理意義。玻耳茲曼關系式為S=klnΩ，其中k為玻耳茲曼常數(shù)，Ω為熱力學概率，即某一宏觀狀態(tài)所對應的微觀狀態(tài)數(shù)。當混亂度越大，系統(tǒng)中可能的圍觀狀態(tài)數(shù)越多，熵越大。熱力學第二定律的統(tǒng)計意義可以表述為一個不受外界影響的孤立系統(tǒng)，其內部發(fā)生的過程，總是由幾率小的狀態(tài)向幾率大的狀態(tài)進行，由包含微觀狀態(tài)數(shù)目少的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀狀態(tài)進行。熱力學第三定律的統(tǒng)計意義在于它為解物質的熱力學性質提供了一個非常有效的工具，還可以應用于能量傳輸和儲存、化學工程以及環(huán)境保護等方面，對于提高工程系統(tǒng)的能效和減少能量損耗具有重要意義。總的來說，熵的物理意義是混亂度的度量，熱力學第二定律揭示了孤立系統(tǒng)中過程總是自發(fā)地從低幾率狀態(tài)向高幾率狀態(tài)進行，而熱力學第三定律則為物質的熱力學性質的研究和應用提供了理論基礎。如需更準確的信息，建議查閱物理專業(yè)書籍或文獻。《熱力學與統(tǒng)計物理》期末考試試卷注意：全卷請在答題紙上作答，否則不得分！一、填空題（每題3分，共48分）1.理想氣體的體脹系數(shù)等于___________________。2.在等溫等壓過程中，體系對外所作的最大非膨脹功不能大于該系統(tǒng)的___________________的減小。3.對簡單系統(tǒng)，以T、V為獨立變量，則特性函數(shù)為___________________，若焓H作特性函數(shù)則必須選___________________為獨立變量。4.氣液在臨界點的轉變?yōu)開__________________級相變。5.熱力學中所特有的狀態(tài)參量為_______T_________，它是實現(xiàn)兩系統(tǒng)達到熱平衡的充分且必要條件。6.單組元均勻系統(tǒng)的三相點有________1___________個。7.25A的電流通過一個30的電阻器，歷時2s，若電阻器保持為室溫27℃，電阻器的質量是15克，比熱容Cp為0.84J/g.K，問電阻器的熵增為__________0_________。8.多元復相系的相平衡條件是：在一定的溫度和壓強下，多元系各相達到平衡時，其中___________________的化學勢都相等。9.判斷一個孤立系統(tǒng)是否已達到平衡態(tài)，可采用的判據(jù)為___________________。10.一個處于熱動平衡的系統(tǒng)，在局部上可能會經常發(fā)生偏離平衡的微小變化，這種現(xiàn)象叫做___________________。11.兩個全同粒子分布在相同能級的三個不同狀態(tài)a、b和c中，一個粒子處在狀態(tài)a，一個粒子處在狀態(tài)b，如果它們是玻耳茲曼粒子（即經典粒子），則這一分布出現(xiàn)的概率是___________________。12.等概率原理的內容是___________________。13.利用能量均分定理求空窖內輻射場中具有一定波矢k和一定偏振的單色平面波的平均能量是___________________。14.玻色－愛因斯坦凝聚是粒子在___________________空間的凝聚。15.微正則分布是具有_______________