热力学与统计物理题库

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1、（一）热力学基本定律的描述。1.热力学第0定律：分别与第三个物体达到平衡的两个物体它们彼此也一定互呈热平衡2.热力学第一定律是能量守恒定律。（能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移和转化的过程中，能量的总量不变。）内容一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）表达式:△E=-W+Q3.热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物；开尔文-普

2、朗克表述不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响。意义：热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。4.热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度（T=0K）不可达到。（二）能量均分定理的证明能量均分定理：温度为T的热平衡宏观系统，其微观粒子能量（动能和势能）中的每一个平方项的统计平均值，都等于。证明：设：系统中粒子的自由度为r，那么，粒子的能量为：其中任一平方项的平均值为因为所以上式又因为所以则，能量均分定理得证。（三）气体降温方法1）

3、.节流膨胀降温：气体在绝热的条件下，由稳定的高压部分经多孔塞或节流阀流到稳定的低压一边的过程叫节流过程（这是一个等焓过程，则dH=0）2）.绝热自由膨胀降温：是指与外界没有能量交换，但气体对外界做功，气体膨胀，根据热力学第一定律可证明此为等熵过程，在这个过程中气体体积增大，压强降低，因而温度降低。因为绝热膨胀不必经过预冷，绝热膨胀经常用于降低气体的温度，起到冷冻的效应。3）.绝热去磁制冷:将顺磁性盐放在减压液氦中(温度在1K以下)，并加入磁场，进行等温磁化，然后在绝热条件下去掉磁场，由于绝热去磁作用需吸收大量磁化热，产生致冷效应（四）麦氏关系(五)等概率原理：处于平衡态的孤立

4、系统，系统中各个可能的微观状态出现的概率是相（六）固体爱因斯坦理论的熵和内能(七)磁致伸缩效应，是指铁磁体在被外磁场磁化时，其体积和长度将发生变化的现象，其逆效应为压磁效应。即：或(5)式（5）即所求的物态方程。由所以同理由理想气体的物态方程知P不变时V是T的线性函数，即所以令两式相等，即得（3），将代入得根据配分函数容易求得爱因斯坦固体的熵为