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熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理的考試大綱
一、考試目的與要求
本課程考試目的是測試學(xué)生對“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理”知識(shí)的掌握程度?荚嚪秩齻(gè)層次要求: 了解:只要求初步定性認(rèn)識(shí)并了解其含義。
理解:不但能領(lǐng)會(huì),還能解釋其含義。
掌握:要求對某些重要概念、物理公式、定理及相關(guān)證明、計(jì)算作綜合運(yùn)用。
二、考試方式
本課程作為全省統(tǒng)考科目,無論正考與補(bǔ)考均采用閉卷考試方式。
三、考試內(nèi)容
1、考試范圍
汪志誠編《熱力學(xué)·統(tǒng)計(jì)物理》(第三版)所教授內(nèi)容。
2、考試具體內(nèi)容
第一章 熱力學(xué)的基本定律
基本概念:平衡態(tài)、熱力學(xué)參量、熱平衡定律
溫度,三個(gè)實(shí)驗(yàn)系數(shù)(α,β,)轉(zhuǎn)換關(guān)系,物態(tài)方程、功及其計(jì)算,熱力學(xué)第一定律(數(shù)學(xué)表述式)熱容量(C,CV,Cp的概念及定義),理想氣體的內(nèi)能,焦耳定律,絕熱過程及特性,熱力學(xué)第二定律(文字表述、數(shù)學(xué)表述),可逆過程克勞修斯不等式,熱力學(xué)基本微分方程表述式,理想氣體的熵、熵增加原理及應(yīng)用。
綜合計(jì)算:利用實(shí)驗(yàn)系數(shù)的任意二個(gè)求物態(tài)方程,熵增(ΔS)的計(jì)算。
第二章 均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)
基本概念:焓(H),自由能F,吉布斯函數(shù)G的定義,全微公式,麥克斯韋關(guān)系(四個(gè))及應(yīng)用、能態(tài)公式、焓態(tài)公式,節(jié)流過程的物理性質(zhì),焦湯系數(shù)定義及熱容量(Cp)的關(guān)系,絕熱膨脹過程及性質(zhì),特性函數(shù)F、G,空窖輻射場的物態(tài)方程,內(nèi)能、熵,吉布函數(shù)的性質(zhì)。
綜合運(yùn)用:重要熱力學(xué)關(guān)系式的證明,由特性函數(shù)F、G求其它熱力學(xué)函數(shù)(如S、U、物態(tài)方程)
第三章、第四章 單元及多元系的相變理論
該兩章主要是掌握物理基本概念:
熱動(dòng)平衡判據(jù)(S、F、G判據(jù)),單元復(fù)相系的平衡條件,多元復(fù)相系的平衡條件,多元系的熱力學(xué)函數(shù)及熱力學(xué)方程,一級(jí)相變的特點(diǎn),吉布斯相律,單相化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)平衡條件,熱力學(xué)第三定律標(biāo)準(zhǔn)表述,絕對熵的概念。
統(tǒng)計(jì)物理部分
第六章 近獨(dú)立粒子的最概然分布
基本概念:能級(jí)的簡并度,布羅意關(guān)系(空間,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),代表點(diǎn),三維自由粒子的空間,德),相格,量子態(tài)數(shù)。
等概率原理,對應(yīng)于某種分布的玻爾茲曼系統(tǒng)、玻色系統(tǒng)、費(fèi)米系統(tǒng)的微觀態(tài)數(shù)的計(jì)算公式,最概然分布,玻爾茲曼分布律
()配分函數(shù)
。ǎ门浞趾瘮(shù)表示的玻爾茲曼分布(),fs,Pl,Ps的概念,經(jīng)典配分函數(shù)()麥態(tài)斯韋速度分布律。
綜合運(yùn)用:
能計(jì)算在體積V內(nèi),在動(dòng)量范圍P→P+dP內(nèi),或能量范圍ε→ε+dε內(nèi),粒子的量子態(tài)數(shù);了解運(yùn)用最可幾方法推導(dǎo)三種分布。
第七章 玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)
基本概念:熟悉U、廣義力、物態(tài)方程、熵S的統(tǒng)計(jì)公式,乘子α、β的意義,玻爾茲曼關(guān)系(S=KlnΩ),最可幾率Vm,平均速度,方均根速度,能量均分定理。 綜合運(yùn)用:
能運(yùn)用玻爾茲曼經(jīng)典分布計(jì)算理想氣體的配分函數(shù)內(nèi)能、物態(tài)方程和熵;能運(yùn)用玻爾茲曼分布計(jì)算諧振子系統(tǒng)(已知能量ε=(n+ 第八章 玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)
基本概念: ))的配分函數(shù)內(nèi)能和熱容量。
光子氣體的玻色分布,分布在能量為εs的量子態(tài)s的平均光子數(shù)(
。0k時(shí),自由電子的費(fèi)米分布性質(zhì)(fs=1),費(fèi)米能量
平均能量,維恩位移定律。
綜合運(yùn)用:掌握普朗克公式的推導(dǎo);T=0k時(shí),電子氣體的費(fèi)米能量
時(shí),電子的平均速率的計(jì)算,電子的平均能量的計(jì)算。 ),T(0),費(fèi)米動(dòng)量PF,T=0k時(shí)電子的 (0)計(jì)算,T=0k 第九章 系綜理論
基本概念:
空間的概念,微正則分布的經(jīng)典表達(dá)式、量子表達(dá)式,正則分布的表達(dá)式,正則配分函數(shù)的表達(dá)式。
經(jīng)典正則配分函數(shù)。
不作綜合運(yùn)用要求。
四、考試題型與分值分配
1、題型采用判斷題、單選題、填空題、名詞解釋、證明題及計(jì)算題等六種形式。
2、判斷題、單選題占24%,名詞解釋及填空題占24%,證明題占10%,計(jì)算題占42%。
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