2022年热力学与统计复习题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 复习提纲一、填空题：1.特性函数是指在_挑选自变量的情形下,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 的平稳状态的经典系统,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.肯定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 8.内能是 函数；不随时间转变,其所处的状态为热力学平稳态；9.一般工作于两个

2、肯定温度热源之间的热机效率不大于；10.HTV；P11.三维自由粒子的空间是维空间；12.体积 V 内,能量在d范畴内自由粒子的可能状态数为13.多元单相系的化学反应平稳条件是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、挑选题：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. 假如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. 假如该系统是费米系统,那么该系统共有 6 个系统微观状态；C. 假如该系统是费米系统,那么该系统共有 3 个系统微观状态；D. 假如该系统是玻色系统,那么该系统共有 6 个系统微观状态

3、；2关于热力学和统计物理平稳态说法 错误 的是：（）A. 一个宏观的平稳状态包含了大量的系统的微观状态；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - B. 它是一个动态的平稳,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,但是它不肯定就是一个平稳态；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

4、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 熵是热力学系统纷乱程度的度量；B 肯定熵是把系统在肯定零度时候的熵定义为零,所运算出的熵；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 Q / T；D 热力学中熵是由可逆过程导出来的,所以熵的存在依靠于可逆过程；5. 关于经典极限条件说法 错误 的是： A 满意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 e 1；C 经典极限条件可以表示为 la / l 1（对全部 l ）；D 满 足 经

5、 典 极 限 条 件 的 全 同 近 独 立 的 玻 色 或 者 费 米 系 统 的 熵 可 以 表 示 为 ：S Nk ln Z 1 ln Z 1 ；6. 关于热力学其次定律说法 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行逆过程；B 不行能从单一热源吸取热量,并且把它完全地转化为有用功；C 其次类永动机不行能实现；D 任何和热现象相关的不行逆过程都是等价的； 7下面哪个物理量不是 特性函数：2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - A. US , V, B. FT, V, C. GT,V,D. HS

6、 ,P8对于光子气体说法错误 的是：（）L ,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.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根据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,系统的长度为那么动量的肯定值在p-p+dp 的个体量子态数目为：（）A. 4Ldp,B. 2Ldp,C. Ldp ,hD. 3Ldphhh10. 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猛烈程度；C. 温度是处在热平稳状态的全部物体的一个共同物理性质的描写；D 说今日温度是2 摄氏度,其理论依据是热

7、力学第零定律；4 个；（）11盐和水的混合系统在平稳态时最多 可以有多少个相共存：A. 1 个,B. 2 个,C. 3 个,D. 12由 N 个双原子分子组成的抱负气体系统,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. 3Nk,B. 5Nk,C. 7 Nk,D. 9 Nk；2 2 2 213温度为 T 、热容量为 C 物体和一个温度为 T 的热源接触,最终达到热平稳,那么热源和物体熵变之和为： A. C T 1 T 2 / T 1 C ln T 2 / T 1 , B. C T 2 T 1 / T 1 C T 1 T 2 / T 1C. C T 1 T 2 / T

8、 2 C ln T 2 / T 1 D. C T 2 T 1 / T 1 C T 1 T 2 / T 214. 对匀称物质系统,其热力学平稳态（）A. 各种物质用一个参量描述B.各种物质处于力学平稳C.当各处物理性质出现匀称一样时,系统达到热力学平稳态D.各处物理性质不同15.以下说法正确选项（）A.一切和热现象有关的实际过程都是不行逆的B.热力学其次定律的表述只有克氏和开氏两种说法3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - C.只要不违反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.其次类永动机不违反热力学其次定

9、律16.以下麦氏关系正确选项（）B. STVPTA.STSTPVPTC. STVPD. STSPTPV17.统计平稳态是指（）A.微观运动状态的概率分布不随时间而转变的状态B.热力学平稳态C.宏观性质不随时间转变的状态D.稳固态18.不考虑粒子的自旋,在面积 S 内,能量在 d 范畴内的二维自由粒子的状态数为（）Sd dA. 2 B. 2h hC. 2 S md 2 D. S2h h19.玻色分布表达式 lae ll 1 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.正就分布

10、B.微正就分布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 Z 表示的内能是（）A. U N ln Z l B. U ln Z lC. U N ln Z l D. U N Z l22.费米能级的意义是指在0K 极限情形下（）4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 C 无相变潜热,

11、有比容突变B 有相变潜热,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D热量（）A 熵B温度C化学势26. 盐水系统在平稳态时存在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. 热力学第零定律B. 热力学第肯定律C . 热力学其次定律D. 热力学第三定律28. 抱负气体符合的关系式为（）A.TSVB. TSVPCPPC VC. TSVD. TSVPRPNR29. 设某体系有、两相,均含i 、j 两种物质；当两相处于相平稳时,应满意（A. ijijB. iijjC. ijijD

12、. 以上结论都不对；30由三维抱负气体麦克斯韦速率分布律可得分子的平均速率v 为（）A. 3 kTB. 2kTC. 8 kTD. kTmmmm31. 由H 2O、N aCI、 BaCI 组成的系统,处在气相、液相和一个固相平稳共存的状态,它的自由度为（）5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - A. f1B. f0C. f2D. f332. 抱负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1l1和2l3,就两能级上的粒子数之比N1为 N2A. 1e21B. 3 e12C. 1D. 3 kTkT3333当体系

13、的熵增加为S1JK1时,体系微观状态数大约增加 倍A. 1 B. 1023C. 10 e23D. e10 2334. 体积 V 内,介于d能量范畴内光子总数为（）A2V2 m30e12d 1B. 4V2 m30e12d 1h33 hC. 4V0e2d 1D. 8V0e2d 1ch3ch3三、简答题：1.什么是近独立子系？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.绝热过程是否肯定是等熵过程？试举例说明；4.说明低温时金属中自由电子对热容量奉献很小的缘由；5. 简述提高热机效率的手段；6. 对于

14、固体的热容量,简述经典理论和爱因斯坦理论的区分和联系；四、证明题：1. 证明能态方程UTTPVP；（10 分）VT2. 质量为 m ,温度为T 的水和同质量但温度为T 的水在等压下绝热的混合,证明该体系达热平稳时的熵增加为S2mc PlnT 1T 2/ 2TT 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 证明 : H PTVTVPdPT4 证明 : CPdTTVPTdST5. 证明：CpCVTpVpTVT6证明：TPUT1TTpVpVC VT7. 证明UPSSP8. 证明HTVTVPPT五、运算题：1已知被吸附在面积

15、为A 的表面上的单原子分子在表面上自由运动,可视为二维抱负气体,其分子动能为12 p xp2y2 m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 在 0K 时的费米能量 、内能和简并压；cp,其中 c 为光速；试求自由电子气体4. 由费米分布证明在肯定零度下,自由电子气体的费米能量为：0232N2/32 mV5.一个玻尔兹曼系统由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运算系统的内能、压强和熵；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页