热力学统计物理期末考试卷3992.pdf
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1、 热力学与统计物理 1.下列关于状态函数的定义正确的是()。A系统的吉布斯函数是:pVTSUG B系统的自由能是:TSUF C系统的焓是:pVUH D系统的熵函数是:TQS 2.以T、p为独立变量,特征函数为()。A.内能;B.焓;C.自由能;D.吉布斯函数。3.下列说法中正确的是()。A不可能把热量从高温物体传给低温物体而不引起其他变化;B功不可能全部转化为热而不引起其他变化;C不可能制造一部机器,在循环过程中把一重物升高而同时使一热库冷却;D可以从一热源吸收热量使它全部变成有用的功而不产生其他影响。4.要使一般气体满足经典极限条件,下面措施可行的是()。A.减小气体分子数密度;B.降低温度
2、;C.选用分子质量小的气体分子;D.减小分子之间的距离。5.下列说法中正确的是()。A由费米子组成的费米系统,粒子分布不受泡利不相容原理约束;B由玻色子组成的玻色系统,粒子分布遵从泡利不相容原理;C系统宏观物理量是相应微观量的统计平均值;D系统各个可能的微观运动状态出现的概率是不相等的。6.正则分布是具有确定的()的系统的分布函数。A内能、体积、温度;B体积、粒子数、温度;C内能、体积、粒子数;D以上都不对。二、填空题(共 20 分,每空 2 分)1.对于理想气体,在温度不变时,内能随体积的变化关系为TVU 。2.在S、V不变的情形下,稳定平衡态的U 。3.在可逆准静态绝热过程中,孤立系统的熵
3、变 S 。4.连续相变的特点是 。5.在等温等压条件下,单相化学反应0iiiA达到化学平衡的条件为 。6.在满足经典极限条件1e时,玻色系统、费米系统以及玻耳兹曼系统的微观状态数满 足关系 。7.玻色爱因斯坦凝聚现象是指 。8.在低温下,如果计及电子和离子振动的话,金属的定容热容量可表为 。9.按费米分布,处在能量为s的量子态s上的平均粒子数为sf 。10刘维尔定理表明,如果随着一个代表点沿正则方程所确定的轨道在相空间中运动,其邻域的 是不随时间改变的常数。三、简答题(共 20 分,每小题 4 分)1.什么是热力学系统的强度量什么是广延量 2.什么是特性函数若吉布斯函数为特性函数,其自然变量是
4、什么 3.证明在F、T不变的情形下,平衡态的V 最小。4.写出玻耳兹曼关系,并说明熵的统计意义。5.请分别写出正则分布配分函数的量子表达式和经典表达式 四、(12 分)设有 1mol的理想气体,其状态参量由(111,TVp)变化到(222,TVp),假设此过程为一等温膨胀过程)(21TTT,求理想气体内能的改变U,外界对理想气体所作的功W,理想气体从外界吸收的热量Q,以及理想气体的熵变 S。五、(10分)定域系统含有N个近独立粒子,每个粒子有两个非简并能级1和2,假设21。求在温度为T的热平衡状态下系统 的内能和熵。六、(10 分)目前由于分子束外延技术的发展,可以制成几个原子层厚的薄膜材料,
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