热力学·统计物理期末考试卷.doc

PAGE PAGE 4 贵州大学2010—2011学年第二学期考试试卷 B 热力学与统计物理 注意事项： 1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。 2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。 3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。 4. 满分100分，考试时间为120分钟。 题 号 一 二 三 四 五 六 七 总 分 统分人 得 分 得 分 评分人 一、选择题（共18分,每小题3分） 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： B．系统的自由能是： C．系统的焓是： D．系统的熵函数是： 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； 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。 得 分 评分人 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 。 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，孤立系统的熵变ΔS ＝ 。 4. 连续相变的特点是 。 5. 在等温等压条件下，单相化学反应达到化学平衡的条件为 。 6. 在满足经典极限条件时，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，处在能量为的量子态s上的平均粒子数为 。 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。 得 分 评分人 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？ 得 分 评分人 四、(12 分)设有1mol的理想气体，其状态参量由()变化到()，假设此过程为一等温膨胀过程，求理想气体内能的改变，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ΔS。 得 分 评分人 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和，假设。求在温度为T的热平衡状态下系统 的内能和熵。 得 分 评分人 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，薄膜中的电子可视为在平面内做自由运动，电子面密度为n。试求0K时二维电子气的费米能量和内能。 得 分 评分人 七、（10分）试应用正则分布求单原子分子理想气体的物态方程、内能和熵。 (提示: ） 贵州大学2010-2011学年第二学期考试试卷 B 热力