【2017年整理】热力学统计物理__总复习73342.docVIP

PAGE PAGE 1 第二章 均匀物质的热力学性质 1、内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分（记忆方法）： ；；； 2、麦氏关系： ； ； 3、获得低温的方法主要有节流过程和绝热膨胀过程；节流过程前后气体的温度发生了变化，这个效应称之为：焦耳－汤姆孙效应；对于理想气体，节流过程前后温度不变。 4、受热的物体会辐射电磁波，叫做热辐射；热平衡辐射体对电磁波的吸收和辐射达到平衡，热辐射的特性只取决于辐射体的温度，与辐射体的其他性质无关，所以说平衡辐射下，辐射体具有固定的温度。 第三章 单元系的相变 1、孤立系统达到平衡态的时候，系统的熵处于极大值状态，这是孤立系统平衡态的判据；如果极大值不止一个，则当系统处于较小的极大值的时候，系统处于亚稳平衡态。 2．孤立系统处在稳定平衡态的充要条件是：；等温等容系统处在稳定平衡态的充要条件是：；等温等压系统处在稳定平衡态的充要条件是：。 3、当系统对于平衡状态而发生某种偏离的时候，系统中将会自发地产生相应的过程，直到恢复系统的平衡。 4、开系的热力学基本方程： 5、单元系的复相平衡条件： 6、汽化线、熔解线与升华线的交点称为三相点，在三相点固、液、气三相可以平衡共存。 7、单元系三相共存时，即三相（α β γ）的温度、压强和化学势必须相等。 第四章 多元系的复相平衡和化学平衡 1、多元系是由含有两种或两种以上化学组分组成的系统，在多元系既可以发生相变，也可以发生化学变化。 2、在系统的T和p不变时，若各组元的摩尔数都增加倍，系统的V、U、S也应增加倍。 3、多元系的热力学基本方程： 4、吉布斯关系： 5、多元系的复相平衡条件：整个系统达到平衡的时候，两相中各组元的化学势必须分别相等，即。 6、化学反应（所有的反应物和生成物都在同一相）：；其化学平衡条件为： 7、道尔顿分压定律：混合理想气体的压强等于各组元的分压之和，即 8、理想气体在混合前后的焓值相等，所以理想气体在等温等压下混合过程中与外界没有热量交换。 9、偏摩尔体积、偏摩尔内能和偏摩尔熵： ；； 物理意义：在保持温度（T）、压强（p）和其他组元（nj）摩尔数不变的条件下，每增加1mol的第i组元物质，系统体积（或内能、熵）的增量。 10、混合理想气体的物态方程：，由此可得摩尔分数。 11、混合理想气体的吉布斯函数，混合理想气体的内能（混合理想气体的内能等于分内能之和），混合理想气体的熵 统计物理学部分 第六章 近独立粒子的最概然分布 1、粒子的能量是粒子的广义坐标和广义动量的函数，某一时刻粒子的运动状态可以用空间的一点来表示，注意，粒子在空间的轨迹并不是粒子的实际运动轨迹。 2、自由粒子自由度3，空间维数6，能量（球）；线性谐振子自由度1，空间维数2，能量（椭圆）；（长度一定轻杆连接质点）转子自由度2，空间维数4，能量。 3、粒子运动状态的量子描述： ；（德布罗意关系）自旋磁量子数 4、粒子的自由度为，各自由度的坐标和动量的不确定值和满足海森伯不确定关系，相格的大小为。 5、近独立粒子系统：系统中粒子之间的相互作用很弱，相互作用的平均能量远小于单个粒子的平均能量，忽略粒子之间的相互作用，系统的能量就简单地认为是单个粒子的能量之和。 6、经典物理：全同粒子可以分辨，可以跟踪粒子的轨道运动轨迹；量子物理：全同粒子不可分辨，不可能跟踪粒子的运动（不确定关系）。 7、费米子：自旋量子数为半整数的基本粒子或复合粒子，如：电子、质子、中子等。玻色子：自旋量子数为整数的基本粒子或复合粒子，如：光子、介子等。 8、玻耳兹曼系统：粒子可以分辨，不满足泡利不相容原理，对三个粒子两个能级体系，有9个不同的量子态； 玻色系统：粒子不可以分辨，不满足泡利不相容原理，有6个不同的量子态； 费米系统：粒子不可以分辨，满足泡利不相容原理，有3个不同的量子态。 9、统计物理的根本问题：确定各微观状态出现的概率；宏观状态量是相应微观物理量的统计平均值。 10、等概率原理：对于平衡态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的，等概率原理是统计热力学的基本原理。 11、玻耳兹曼分布：；玻色分布：；费米分布： 第七章 玻耳兹曼统计 1、内能是系统中粒子无规则运动总能量的统计平均值，其统计表达式为： ，其中配分函数，。 2、（玻耳兹曼系统）熵的统计物理意义：熵是混乱度的量度，某个宏观状态对应的微观状态数越多，它的混乱度就越大，熵就越大。 熵的统计表达式：，其中；玻耳兹曼关系式： 3、理想气体的物态方程： 4、气体满足经典极限条件（非简并条件）：，即要求（1）气体要稀薄；（2）温度要高；（3）分子的质量m要大。 5、麦克斯韦速度分布：； 麦克斯韦速率分布： 6、最概然速率：；平均速率：；方均根速率： 7、单位时间内碰到单位面积器壁上的分子数（碰壁数）： 8、能