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1、1 复习提纲一、填空题:1.特性函数是指在_选择自变量的情况下,能够表达系统_的函数。2.能量均分定理说:对于处在温度为T 的平衡状态的经典系统,粒子能量函数中的每一个_的平均值等于 _。3.自然界的一切实际宏观过程都是_过程, 无摩擦的准静态过程是_ _过程。4.熵增加原理是说,对于绝热过程,系统的熵_。5.卡诺定理指出:工作于相同的高温热源和相同的低温热源之间的一切可逆机,其效率都_, 与_无关。6.绝对零度时电子的最大能量称为_。7.孤立系统经过足够长时间,其不随时间改变,其所处的状态为热力学平衡态。8.内能是函数。9.一般工作于两个一定温度热源之间的热机效率不大于。10.THVP。11
2、.三维自由粒子的空间是维空间。12.体积 V 内,能量在d范围内自由粒子的可能状态数为。13.多元单相系的化学反应平衡条件是。14.克拉伯龙方程的表达式为。15.玻色系统中粒子的最概然分布为。二、选择题:1假设全同近独立子系统只有2 个粒子, 3 个个体量子态。那么下面说法错误 的是:( ) A.如果该系统是玻尔兹曼系统,那么该系统共有9 个系统微观状态。B.如果该系统是费米系统,那么该系统共有6 个系统微观状态。C.如果该系统是费米系统,那么该系统共有3 个系统微观状态。D. 如果该系统是玻色系统,那么该系统共有6 个系统微观状态。2关于热力学和统计物理平衡态说法错误 的是:()A.一个宏观
3、的平衡状态包含了大量的系统的微观状态。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页2 B.它是一个动态的平衡,宏观量存在涨落,但是热力学理论不能够考虑涨落。C.宏观量都有对应的微观量。D.虽然系统的宏观量不随时间发生变化,但是它不一定就是一个平衡态。3.关于相变说法 错误 的是:( ) A 纯水在临界点发生的相变是连续相变。B 二级相变是连续相变,所以在相变点定压比热、膨胀系数是连续的。C 所谓 N 级相变指的是:在相变点化学势、化学势的一级、直到N-1 级偏导数连续,但是化学势的N 级偏导数存在突变的相变。D 纯水在汽化曲线
4、上发生的相变为一级相变。4.关于熵下面说法错误 的是:( ) A 熵是热力学系统混乱程度的度量。B 绝对熵是把系统在绝对零度时候的熵定义为零,所计算出的熵。C 温度为T的热源放出了Q的热量,那个该热源的熵的变化为TQ /。D 热力学中熵是由可逆过程导出来的,所以熵的存在依赖于可逆过程。5.关于经典极限条件说法错误 的是:( ) A 满足经典极限条件的全同近独立的玻色或者费米系统,可以用玻尔兹曼分布来处理。B 经典极限条件可以表示为1e。C 经典极限条件可以表示为1/lla(对所有l) 。D 满 足 经 典 极 限 条 件 的 全 同 近 独 立 的 玻 色 或 者 费 米 系 统 的 熵 可
5、以 表 示 为 :)ln(ln11ZZNkS。6.关于热力学第二定律说法错误 的是:( ) A 任何实际的、宏观的和热现象相关的过程都是不可逆过程。B 不可能从单一热源吸收热量,并且把它完全地转化为有用功。C 第二类永动机不可能实现。D 任何和热现象相关的不可逆过程都是等价的。7下面哪个物理量不是 特性函数:( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页3 A. VSU,, B. VTF,, C. VTG,,D. PSH,8对于光子气体说法错误 的是:()A.光子是自旋为1 的玻色子,所以由自旋引起的量子态数是3个,B.
6、光子数不守恒,C. 光子的化学势为零,D. 光子系统的吉布斯函数为零。9按照量子描述的经典近似理论,自旋为1/2 的一维近独立粒子系统,系统的长度为L,那么动量的绝对值在p-p+dp 的个体量子态数目为:()A. hLdp4,B. hLdp2,C. hLdp,D. hLdp310. 关于温度说法 错误 的是:( ) A. 温度是系统冷热程度的的度量。B. 温度反应了系统热运动的剧烈程度。C. 温度是处在热平衡状态的所有物体的一个共同物理性质的描写。D 说今天温度是2 摄氏度,其理论依据是热力学第零定律。11盐和水的混合系统在平衡态时最多 可以有多少个相共存:()A. 1 个,B. 2 个,C.
7、 3 个,D. 4 个。12由 N 个双原子分子组成的理想气体系统,假设没有自由度的冻结,那么在经典统计理论中该系统的 定压 热容量是:( ) A. Nk23,B. Nk25,C. Nk27,D. Nk29。13温度为1T、热容量为C物体和一个温度为2T的热源接触,最后达到热平衡,那么热源和物体熵变之和为:( ) A. )/ln(/)(12121TTCTTTC, B. 121112/)(/)(TTTCTTTCC. )/ln(/)(12221TTCTTTCD. 221112/)(/)(TTTCTTTC14. 对均匀物质系统,其热力学平衡态()A.各种物质用一个参量描述B.各种物质处于力学平衡C.
8、当各处物理性质呈现均匀一致时,系统达到热力学平衡态D.各处物理性质不同15.下列说法正确的是()A.一切和热现象有关的实际过程都是不可逆的B.热力学第二定律的表述只有克氏和开氏两种说法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页4 C.只要不违背能量守恒定律可以无限地从海水中提取能量,制成永动机D.第二类永动机不违背热力学第二定律16.下列麦氏关系正确的是()A.TTSSPVB. TPSVPTC. TPSVPTD. TTSSPV17.统计平衡态是指()A.微观运动状态的概率分布不随时间而改变的状态B.热力学平衡态C.宏观性质不
9、随时间改变的状态D.稳定态18.不考虑粒子的自旋,在面积S 内,能量在d范围内的二维自由粒子的状态数为()A.2SdhB.2dhC.22 SmdhD.2Sh19.玻色分布表达式lllae1中的la是()A.第 l 个能壳层上的粒子数B.落入第 l 个能层的几率C.几率密度D.几率分布20.当经典极限条件成立时,玻色分布和费米分布过渡为()A.正则分布B.微正则分布C.玻耳兹曼分布D.麦克斯韦分布21.玻耳兹曼统计中用粒子配分函数lZ表示的内能是()A.lUNln ZB.lUln ZC.lUNln ZD.lUNZ22.费米能级的意义是指在0K 极限情况下()精选学习资料 - - - - - -
10、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页5 A.电子的最低能量B.电子的最小动能C.电子的化学势D.电子的平均能量23. 两条绝热线,最多 有几个交点()A. 1 个B. 2 个C . 0 个D. 3 个24. 一级相变的特点是()A 无相变潜热,无比容突变B 有相变潜热,有比容突变C 无相变潜热,有比容突变D 有相变潜热,无比容突变25下面列出的物理量中,哪个是过程量()A熵B温度C化学势D热量26. 盐水系统在平衡态时存在3 个相,该系统的独立变化的强度量个数是()A. 1 个B. 2 个C . 0 个D. 3 个27. 能比较物体定温度大小的定律是()A
11、. 热力学第零定律B. 热力学第一定律C . 热力学第二定律D. 热力学第三定律28. 理想气体符合的关系式为()A.SPTVPCB. SVTVPCC. STVPRD. STVPNR29. 设某体系有、两相,均含i、j 两种物质。当两相处于相平衡时,应满足()A. ijijB. iijjC. ijijD. 以上结论都不对。30由三维理想气体麦克斯韦速率分布律可得分子的平均速率v为()A. mkT3B. mkT2C. mkT8D. mkT31. 由OH2、CINa、BaCI组成的系统,处在气相、液相和一个固相平衡共存的状态,它的自由度为()精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
12、纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页6 A. 1fB. 0fC. 2fD. 3f32. 理想气体系统的总分子数为N,设粒子两能级1、2上的简并度分别为11l和32l,则两能级上的粒子数之比21NN为( ) A. kTe1231B. kTe213C. 31D. 3 33当体系的熵增加为11JKS时,体系微观状态数大约增加( )倍A. 1 B. 2310C. 2310eD. 2310e34. 体积 V 内,介于d能量范围内光子总数为()AdemhV02133122B. demhV02133124C. dechV02314D. dechV02318三、简答题:1.什么是近独立子系
13、?近独立子系有哪三种分布?它们各适用于什么样的系统?写出相应的分布律。2.写出T=0K 时,金属中自由电子气体的费米分布,并说明其物理含义。3.绝热过程是否一定是等熵过程?试举例说明。4.说明低温时金属中自由电子对热容量贡献很小的原因。5. 简述提高热机效率的手段。6. 对于固体的热容量,简述经典理论和爱因斯坦理论的区别和联系。四、证明题:1. 证明能态方程PTPTVUVT)()(。 (10 分)2. 质量为m,温度为1T的水和同质量但温度为2T的水在等压下绝热的混合,证明该体系达热平衡时的熵增加为1212/ 22lnPTTSmcTT精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
14、结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页7 3 证明 : PTTVTVPH)()(4 证明 : dPTVTdTCTdSPP)(5. 证明:pVVppVCCTTT6证明:1pTpTCVTVVU7. 证明SPPTPTSU8. 证明PTTVTVPH五、计算题:1已知被吸附在面积为A 的表面上的单原子分子在表面上自由运动,可视为二维理想气体,其分子动能为2212xyppm求系统的内能、定容热容量和熵。2已知由 N 个非相对论的、 近独立的电子组成的电子气体,(1)在长度为L 的线段上运动;(2)在一个二维平面A 上运动;求(1)量子态密度D( ); (2) T=0K 时的费米能量F。3.在极端相对论情形下电子能量与动量的关系为cp,其中c为光速。试求自由电子气体在 0K 时的费米能量、内能和简并压。4. 由费米分布证明在绝对零度下,自由电子气体的费米能量为:3/2220)32VNm5.一个玻尔兹曼系统由N个近独立的全同的定域粒子组成,单个粒子只有1和2两个能级,两个能级都是非简并的。用玻尔兹曼分布理论计算系统的内能、压强和熵。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页