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第2题
第七章 第5题 (1) 试求光子气体的压强随内能的变化关系,设E是光子气体的内能,V是体积; (2) 利用热力学基本定律和上述关系,推导光子气能量对温度的依赖关系. 解 第5题 第1步 首先回顾光子气体的一些基本特征: (1) 光子之间无相互作用. 光子组成的系统——光子气为近独立粒子系,是理想气体. (2) 光子没有经典粒子与之对应,光子气是典型的量子简并气体. (3) 光子的静止质量为零,频率为ν的光子的能量为ε = hν,动量为p = hν/c (c为光速). (4) 光子是自旋为1的玻色子,不受泡利不相容原理的约束. 由于电磁波只有两个偏振方向,即自由度为2,对应的光子只有两个自旋态,自旋投影取零的态是非物理态. (5) 光子数不守恒,则光子气的化学势μ = 0. ① 考虑到光子动量态的简并度为2(两个偏振方向),根据光子能量与动量的关系ε = pc,可得在体积V内、ε ~ ε + dε范围内的光子态数为
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第3题
关于封闭系统、孤立系统、绝热系统,下列说法中正确的是
A、不和外界发生能量交换的系统是封闭系统
B、不和外界发生能量交换的系统是孤立系统
C、不和外界发生热量交换的系统是绝热系统
D、不和外界发生能量交换的系统是绝热系统
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第4题
第五章 第10题 遵循经典统计的N个粒子组成的理想气体系统,粒子能量为ε = cp.在不考虑粒子内部结构时,求理想气体的热力学函数E,H,Cp和Cv. 解 第 10 题,第 1 步 根据题意,粒子能量满足ε = cp关系,属于极端相对论性粒子,且本题不考虑粒子的内部结构,可将体系视为最简单的单原子分子理想气体.首先写出系统能量,其次求出系统配分函数,最后利用基本热力学公式,通过偏导数求出内能、物态方程和熵三个最基本的热力学函数,进而得到其他热力学函数. 设单粒子的配分函数为z,系统配分函数为Z,压强为p,熵为S,内能为E,定压热容量为Cp,定容热容量为Cv,c为光速. 由于系统遵循经典统计,状态可以连续变化,单粒子的配分函数公式
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第6题
一个热力系统其内部与外界没有质量交换,则此热力系统为________
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第7题
对于热力系统而言,能量守恒就是进入系统的能量与离开系统的能量相等。( )
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第8题
比较断面单位能量e与单位重量液体的机械能E不同之处。(6分)
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第9题
孤立系统与外界无质量和能量交换,所以其热力状态不能发生变化。
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第10题
能量方程q=Δu+w适用于:
A、任意工质,开口系,准平衡过程
B、任意工质,闭口系,准平衡过程
C、任意工质,开口系,任意过程
D、任意工质,闭口系,任意过程
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