热统简答

1简答题.1.热力学的研究对象是关于热运动现象的宏观理论，它研究问题的方法是什么？2.热力学问题的研究方法的优点和局限性是什么？3.简述孤立系、封闭系、开放系之间的区别？4.应用麦氏关系可证明PTPTVUVT，此式的意义是什么？5.实际系统在什么条件下，可看作孤立系？6.简述克劳修斯不等式0TQ的意义？7.什么叫最大功原理？8.自由能的定义是为TSUF，以此式说明自由能的意义？9.简要说明统计物理学中描述微观粒子运动状态的方式。10.简要说明微观粒子的粒子性和波动性的关系。11.以求三维自由粒子量子态数为例简述半经典近似方法的思想。12.简述等概率原理的内容。13.简述理想固体的爱因斯坦模型。14.简述熵函数的统计意义。15.简述杜隆-伯替定律的内容，并说明它的适用条件。16.简述光子的能量、动量和化学势的取值。1.答：以热力学第三定律为基础,应用数学方法通过逻辑推演，得出宏观性质之间的关系,进而得出物理过程进行的方向和限度。2.答：优点在于热力学的结论只要在其中不加其它假设，就具有同样的可靠性；局限性在于由于热力学理论得到的结论与物质的结构无关，根据热力学理论不可能导出具体物质的具体特性。3.答：孤立系为与其它物体没有任何相互作用的系统；封闭系为与外界有能量交换，但没有物质交换系统；开放系为与外界即有物质交换，也有能量交换系统。4.答：热力学系统在温度保持不变时，内能随体积的变化率与物态方程的关系。5.答：当物体与外界的作用十分微弱，其相互作用能量远小于系统本身的能量，在讨论中可以忽略不计时，就把系统看作孤立系。6.答：积分号上的圆圈，表示沿某个循环过程求积分，đQ是从温度为T的热源吸收的热量，等号适用于可逆过程，不等号适用于不可逆过程。7.答：假设系统进行的过程是不可逆的，则đW-dF,联系在等温可逆过程中有đW=-dF的关系，可以得到系统在等温过程中所作的功以可逆过程中的功最大。8.答：在等温过程中，随S的增加，系统的自由能减少，能对外作功的量也随2之减少。自由能意味着系统中的内能不是全部都能对外作功，而是其中一部分（U-TS）能对外作功，相应于TS这部分被束缚在系统中，也称为束缚能。9.答：在统计物理学中，描述微观粒子运动状态的方式有两种，即量子描述和经典描述。量子描述认为微观粒子遵从量子力学运动规律，经典描述认为微观粒子遵从经典力学运动规律。10.答：法国物理学家德布罗意提出，一切微观粒子不仅具有粒子性，而且具有波动性，波粒二象性由德布罗意关系kp;联系起来。11.答：对于自由度数3r的三维自由粒子而言，相格的大小为3rhh，因而在体积V内，动量在zzzyyyxxxdppp,dppp,dppp内的量子态数为空间中的体积zyxdpdpVdp除以相格的大小3h，即，量子态数为3zyxhdpdpVdp。12.答：对于处于平衡状态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的。它是平衡态统计物理学的基础。13.答：固体中N个原子的热运动可以看成3N个振子的振动，且这3N个振子的频率都相同。振子的能级2,1,0n),21n(n。由于每一个振子都定域在其平衡位置附近作振动，振子是可以分辨的，遵从玻耳兹曼分布。14.答：某个宏观态的熵S等于玻耳兹曼常量k乘以相应微观态数的自然对数，即玻耳兹曼关系式lnkS。可见，微观状态数越多，熵S越大，体系的混乱程度越大。15.答：杜隆-伯替定律的内容为：理想固体的热容量Nk3Cv与物质的种类及温度无关。该定律仅在室温和高温时适用，而在低温（尤其0T）时明显地不成立。16.答：光子的能量cph，动量kp，化学势0，其中c为电磁波在真空中的传播速度，或为光子的频率。