三、计算证明题(共55分)
VT?2Cp?CV??TKT(10分) 1、证明
2、证明下列平衡判据(假设S>0)(12分) (1)在F、V不变的情况下,平衡态的T最小。 (2)在H、P不变的情况下,平衡态的S最大。
3、气柱的高度为H,截面为S,处于重力场中,求此气体的内能和热容量。(10分)
4、对于光子气体,已知????,??cp,试证明平衡辐射场内能按频率的分布为:
V??3U(?,T)d??23??/kTd??ce?1(10分)
5、用正则分布求出单原子理想气体的物态方程和内能。(13分)
一、填空题:(每题3分,共30分)
1、热力学第二定律的开氏说法: 。 2、卡诺定理: 。 3、麦氏关系: 、 、 、 。 4、开系的热力学基本方程为 。 5、多元复相系的平衡条件是 。 6、等概率原理为 。 7、统计物理的观点 。 8、玻耳兹曼统计中,熵的统计表达式是 。
9、玻色分布的巨配分函数的定义是 。 10、微正则分布的宏观条件是 不变。 二、简答题:(每小题5分,共15分) 1、获得低温的几种方法及各自的降温范围。
2、玻耳兹曼分布、玻色分布、费米分布的关系。
3、由正则分布表达式求出熵的统计表达式。
三、计算、证明题(共55分)
1(T1?T2)1、均匀杆的温度一端为T1,另一端为T2,试计算达到均匀温度2后的
熵增(10分)。
??U???????????T????T?V,n(12分) 2、求证 ??n?T,V
3、假设自由电子在二维平面上运动,密度为n,试求0K时二维电子气体的费米能量和内能。(10分)
4、用巨则分布导出单原子理想气体的物态方程和内能。(13分)
5、已知W?e??S?T??p?V2kT,以?S,?p为自变量,
证明W
?e1??V?2kT???p?2?1(?S)2?(?p)?2kCp?S,从而求出(?S)和(?p)(10分)
22一、填空题:(每空3分,共30分)
1、热力学第二定律的普遍表述: 。
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