2022-2023學(xué)年高二物理競賽熱力學(xué)習(xí)題課件

熱力學(xué)習(xí)題課件7-1一房間有N個氣體分子，半個房間的分子數(shù)為n的概率為:（1）寫出這種分布的熵的表達(dá)式S=klnW；（2）n=0狀態(tài)與n=N/2狀態(tài)之間的熵變是多少？（3）如果N=6×1023,計算這個熵差。()2NWne2=n2N()2Nπ結(jié)束目錄結(jié)束目錄()2Ne2n2N()2Nπk=ln)2Nπk=ln(22Nn2N122Nπk=lnS==Δ120SSSk2N02Nπk=ln2NS(2)=ΔS6×1023×1.38×10-232=4.14J/K(3)Sk=lnW(1)解：結(jié)束目錄7-21kg水銀，初始溫度為-1000C。如果加足夠的熱量使其溫度升到1000C，問水銀的熵變有多大？水銀的熔點(diǎn)為-390C，熔解熱為1.17×104（kg·0C），而比熱容為-138J/(kg·0C)。

結(jié)束目錄T0mclnT1Lm+T1=T1mclnT2+=156J/K=+1×1.38×1×1.17×10427310039(ln27327339)+1×1.38×ln27339273ST=òdQLm+T1T0T1TòdQT2T1+解：結(jié)束目錄7-3有2mol的理想氣體，經(jīng)過可逆的等壓過程體積從V0膨脹到3V0。求在這一過程中的熵變。提示：設(shè)想氣體從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)是先沿等溫曲線，然后沿絕熱曲線（在這個過程中熵沒有變化）進(jìn)行的。結(jié)束目錄解：ST=òdQ3V1V1TòdQ3T0T0=CpMmolM=CpMmolMln32Cpln3=結(jié)束目錄選取細(xì)桿處于豎直位置時子彈的位置為重力勢能零點(diǎn)，系統(tǒng)在始末狀態(tài)的機(jī)械能為：勢能零點(diǎn)由機(jī)械能守恒，E=E0,代入θ=300，得：將上式與

聯(lián)立，并代入J

值，得定軸轉(zhuǎn)動剛體的角動量守恒定律勢壘中空穴和電子所處的情況幾乎完全相同，只是空穴的勢壘頂在阻擋層的內(nèi)邊界。

在加正向電壓時，空穴將流向半導(dǎo)體，但它們并不能立即復(fù)合，必然要在阻擋層內(nèi)界形成一定的積累，然后再依靠擴(kuò)散運(yùn)動繼續(xù)進(jìn)入半導(dǎo)體內(nèi)部。(EF)mEc積累擴(kuò)散少數(shù)載流子的積累上圖說明這種積累的效果顯然是阻礙空穴的流動。因此，空穴對電流貢獻(xiàn)的大小還決定于空穴進(jìn)入半導(dǎo)體內(nèi)擴(kuò)散的效率。在金屬和n型半導(dǎo)體的整流接觸上加正電壓時，就有空穴從金屬流向半導(dǎo)體。這種現(xiàn)象稱為少數(shù)載流子的注入。

空穴從金屬注入半導(dǎo)體，實(shí)質(zhì)上是半導(dǎo)體價帶頂部附近的電子流向金屬，填充金屬中(EF)m以下的空能級，而在價帶頂附近產(chǎn)生空穴。2·歐姆接觸金屬－半導(dǎo)體接觸{整流接觸－肖特基勢壘非整流接觸－歐姆接觸歐姆接觸是指這樣的接觸：它不產(chǎn)生明顯的附近阻抗，而且不會使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的改變。重?fù)诫s的P-N結(jié)可以產(chǎn)生顯著的隧道電流。金屬和半導(dǎo)體接觸時，如果半導(dǎo)體摻雜濃度很高，則勢壘區(qū)寬度變得很薄，電子也要通過隧道效應(yīng)貫穿勢壘產(chǎn)生相