热力学与统计物理试题

…………….……………..装……………………订………………..线…………….……………..阜阳师范学院2012——2013学年度第一学期考试A卷物理与电子科学学院物理学、应用物理专业热力学统计物理课程，共3页，第1页，共印刷160份,2013年1月7日14:3016:10考试，任课教师王丽萍拟题教研室学号题号一二三四五六七八九十十一十二总分备注得分阅卷教师签名一、填空题（每空2分，共30分）1．单元开放系统的基本方程dH。2．简单系统的麦氏关系PVS，PTV。3．热力学第二定律的内容，意义。4．单元复相系统的复相平衡条件为、和。5．费米系统的最概然分布la。6．2个粒子组成的系统，单粒子的量子态数为3，如果粒子是定域子，系统的状态数有个；如果粒子是玻色子，系统的状态数有个。7．N个定域子组成的系统，粒子有两个能级，分别为0k和2k，均无简并，则粒子的配分函数1z；当温度时4ln1T，出现在基态上的粒子数为。8．玻耳兹曼关系为，它表明熵是系统的量度。二、判断题（每题2分，共20分，将答案填在答题框内）1．理想气体经过等温膨胀对外做功，则系统的内能一定减小。2．系统经过一个不可逆过程，系统的熵一定增加。3．热力学函数F、H、S、G都是态函数、广延量。4．根据吉布斯相律，饱和盐水的自由度为2。5．等温、等容的系统达到平衡时，系统的F达到最大。6．玻耳兹曼统计、玻色统计和费米统计都属于最概然统计。7．玻色系统的化学势总是小于或者等于零的。8．光子是玻色子，所以光子系统也会发生玻色-爱因斯坦凝聚现象。9．微正则系综研究的是粒子间的相互作用不能忽略的孤立系统。10．根据能均分定理，刚性双原子分子的平均能量为kT23。判断题答题框12345678910三、证明题（共25分）1．证明1TCVPTPH。（6分）班姓名级学院…………….……………..装……………………订………………..线…………….……………..物理与电子科学学院物理学、应用物理专业热力学统计物理课程共3页，第2页，共印刷160份,2013年1月7日14:3016:10考试，任课教师2．试证明一级相变的两相平衡曲线的斜率方程为vvTLdTdP，其中ssTL。（5分）3．已知玻色系统的巨配分函数的对数llle1lnln，试证明，在经典极限下，1lnze。（6分）4．在二维平面上运动的自由电子的面密度为n，试证明0K时二维自由电子气体的费米能量nmh402。（8分）…………….……………..装……………………订………………..线…………….……………..物理与电子科学学院物理学、应用物理专业热力学统计物理课程共3页，第3页，共印刷160份,2013年1月7日14:30—16:10考试，任课教师四、计算题（共25分）1．已知某均匀系统的PC为常数，物态方程bVaTPP10，求系统的熵和焓。（10分）2．服从玻尔兹曼分布的某种理想气体的粒子数为N，体积为V，如果粒子的能量和动量的关系为cp，求：1)在d能量范围内粒子的量子态数；（4分）2)求粒子的配分函数1z；（5分）3)系统的内能、压强和熵。（6分）