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江苏自学考试热力学与统计物理教材大纲

2006-11-08 14:06   【 】【我要纠错

28134 热力学与统计物理

江苏教育学院编

  第一章  热力学基本定律

  一、考试要求

  1.掌握热力学中几个基本概念:系统及分类、热力学状态及状态参量,热力学平衡态。

  2.理解作宏观功、热交换、物质交换三种改变系统内能的形式的物理实质。

  3.理解并掌握温度的概念,内能及热量的概念。

  4.掌握系统的物态方程的基本含义及常用的气体模型所对应的物态方程。

  5.理解并掌握准静态过程。

  6.熟练掌握准静态过程中功、内能及热量的计算。

  7.理解可逆与不可逆过程的概念。

  8.理解热力学第一定律、第二定律的物理实质及其数学表达式。

  9.掌握熵及熵差的计算。

  二、考试内容

  1.系统与外界,孤立系统、封闭系统与开放系统

  系统的状态,状态参量,内参量与外参量,强度量与广延量。

  2.热力学平衡态,平衡态的基本特点,系统的态函数。

  3.改变系统状态的三种方式:功交往、热交换及物质交换。

  4.温度。

  5.物态方程、理想气体、范德瓦尔斯气体及昂尼斯气体方程,维里系数。

  6.均匀系统的定压膨胀系数、定体压强系数及高温压缩系数(即α、β、KT)。

  7.准静态过程,准静态过程中功的表达式及计算,体积功,磁化功。

  8.内能、热量,热力学第一定律的表达式及应用。

  9.热容量、Cp及Cr.

  10.热力学第二定律,可逆与不可逆过程,克劳修斯表述及开尔文表达、卡诺定理、热力学温标。

  11.熵 克劳修斯等式与不等式,熵的存在与计算,热力学过程中熵差计算及可逆性判别、熵增原理。

  第二章  热力学函数及其应用

  一、考试要求

  1.掌握热力学函数内能、熵、焓、自由能与自由焓,理解并掌握特性函数的意义。

  2.熟练应用热力学基本等式解决热力学函数及其偏导数与热力学量之间的关系。

  3.熟练应用麦氏关系,牢记几个重要的方程(如能态方程、焓态方程等)

  4.牢记两个Tds方程。

  5.熟练应用热力学基本方程。气体节流膨胀、绝热膨胀中的相关问题;表面系统的热力学函数的计算;磁介质系统中热力学量间的关系;解决热辐射系统的热力学量的计算。

  6.理解开放系统热力学基本等式各项的物理意义。

  二、考试内容

  1.热力学函数  内能、熵、焓、自由能、自由焓。

  2.特性函数  麦氏关系及其应用。

  3.气体的节流膨胀与绝热膨胀。

  4.表面系统的热力学函数。

  5.磁介质系统的热力学性质。

  6.热辐射的热力学理论。

  7.开放系统的热力学基本等式。

  第三章  相平衡与化学平衡

  一、考试要求

  1.掌握单元二相系的平衡条件及克拉贝龙方程。

  2.掌握液一气二相转变的特点,范德瓦耳斯气体等温线的各段所对应的物理过程。

  3.理解液滴的形成过程。

  4.了解临界现象的物理描述。

  5.掌握多元复相系的平衡条件、混合理想气体的熵。

  6.掌握热力学第三定律。

  二、考试内容

  1.单元二相系的平衡条件、相平衡曲线、克拉贝龙方程。

  2.液一气二相的平衡与转变  临界点  范德瓦尔斯气体等温线。

  3.一级相变与连续相变的特点,临界现象与临界指数 朗道平均场相变理论(唯象理论)序参量。

  4.液滴的形成  临界半径。

  5.多元复相系的平衡条件  相律  相图。

  6.混合理想气体的熵。

  7.热力学第三定律  T=OK时的系统的熵。

  第四章  玻耳兹曼分布

  一、考试要求

  1.理解并掌握相空间(μ空间)概念,能计算简单问题中等能面所包围的相体积。

  2.熟练掌握热力学概率的计算(热力学几率与热力学概率,几率与概率相同,以下亦然)

  3.理解玻耳兹曼等几率假设。

  4.熟练推导玻耳兹曼分布表达式ni=N/Ze-βBi,理解并掌握配分函数Z的物理意义,熟练计算基本问题中的Z,并能利用Z与热力学量的关系计算热力学函数。

  5.掌握能均分定理的推导和应用。

  6.掌握物理量的统计平均值的计算方法。

  二、考试内容

  1.μ空间  相体积,相体积元、相格、等能面、能层。

  2.系统的微观态和宏观态,热力学概率的计算。

  3.玻耳兹曼的基本假设及玻耳兹曼分布。

  4.配分函数Z.

  5.热力学量与Z的联系 玻耳兹曼熵公式S=KclnW.

  6.单原子分子理想气体的统计讨论。

  7.能均分定理。

  8.气体热容量理论(经典理论及半量子理论)

  9.固体的热容量经典理论。

  第五章  系统理论

  一、考试内容

  1.理解Γ空间的概念,掌握Γ空间,等能面E所包围相体积的计算方法、理解概率密度(几率密度)的意义及宏观量的计算A(t)=∫A(p·q)p(p·q·t)dΓ。

  2.理解并掌握统计系统的概念,理解列维定理的物理实质。

  3.掌握微正则分布、正则分布的数学形式及物理意义,能熟练应用正则分布计算热力学函数。

  4.掌握非理解气体物态方程的推导,第二维里系数的计算。

  5.了解巨正则分布。

  二、考试内容

  1.Γ空间  刘维定理  微正则分布。

  2.正则分布  正则分布中配分函数的计算公式及简单情形下的计算。

  3.正则分布中热力学量与配分函数的联系。

  4.非理想气体的物态方程,第二维里系数。

  5.负绝对温度。

  6.巨正则分布。

  第六章  量子统计学

  一、考试要求

  1.掌握量子统计的基本特点,熟练掌握B-E系统与F-D系统热力学几率的计算方法。

  2.熟练掌握B-E分布和F-D分布的推导以及两种分布与经典玻耳兹曼分布的联系。

  3.熟练掌握金属中自由电子气的统计方法及T=OK时自由电子气热力学量的计算。

  4.掌握理想玻色气体的统计方法及玻色——爱因斯坦凝聚现象。

  5.掌握固体比热的半量子统计理论。

  6.熟练掌握理想光学气体的统计方法及热辐射的统计。

  二、考核内容

  1.费尔——狄拉克分布(F-D分布)与玻色——爱因斯坦分布(B-E分布)

  2.金属中的电子气  态密度  费米能级。

  3.理想玻色气体性质  化学势μ≤0玻色—爱因斯坦凝聚。

  4.固体比热半量子理论    声子  德拜模型。

  5.热辐射的统计理论  光学气体  普朗克公式。

  第七章  涨落理论

  一、考试要求

  1.理解涨落的概念,掌握涨落的热力学理论处理方法

  熟练应用爱因斯坦涨落公式。

  2.掌握光的散射的涨落理论。

  3.掌握布朗运动的郎之万理论方法。

  二、考试内容

  1.涨落的热力学理论,爱因斯坦公式。

  2.光的散射。

  3.布朗运动郎之方程,爱因斯坦关系。

江苏省教育考试院

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