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……密………封………线……以………内………答………题………无……效………
电子科技大学2008至2009学年第1学期
热力学统计物理课程考试题（A卷）（120分钟）考试形式：闭卷考试日期：2008年12月28日
课程成绩构成：平时30分，期中0分，实验0分，期末70分
一二三四五六七八九十总分评卷教师
一填空题（本题共7题，每空3分，总共21分）
1
假设一物质的体涨系数和等温压缩系数经过实验测得为：
1VVT
p

1T

T


1V

Vp
T

1，则p
该物质的物态方程为：pVco
st。T
21mol理想气体，保持在室温下（T300K）等温压缩，其压强从1p
准静态变为10p
，则气体在该过程所放出的热量为：RTl
10574103焦耳。
3计算机的最底层结构是由一些数字逻辑门构成的，比如说逻辑与门，有两个输入，一个输出，请从统计物理
的角度估算，这样的一个逻辑与门，室温下（T300K）在完成一次计算后，产生的热量是：
kTl
22871021焦耳。
4已知巨热力学势的定义为JFN，这里F是系统的自由能，N是系统的粒子数，是一个粒子的化
学势，则巨热力学势的全微分为：dJSdTpdVNd。
5
已知粒子遵从经典玻耳兹曼分布，其能量表达式为12m
p
2x

p
2y

p
2z
axbx2c，其中abc是常
数，则粒子的平均能量为：2kT。
6温度T时，粒子热运动的热波长可以估算为：h或者h。
2mkT
2mkT
7正则分布给出了具有确定的粒子数N、体积V、温度T的系统的分布函数。假设系统的配分函数为Z，微
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……密………封………线……以………内………答………题………无……效………
观状态s的能量为Es，则处在微观状态s上的概率为：s

eESkTZ
。
二简答题本题共3题，总共30分
1请从微观和统计物理的角度解释：热平衡辐射的吉布斯函数为零的原因。10分
答：（1）热力学中研究的热平衡辐射系统，是一个和腔壁达到热力学平衡的系统，热力学理论可以证明，它的吉布斯函数为零。…………………………………………………………………（2分）（2）从微观角度看，平衡辐射场可以认为是光子气体，每一个单色平面波对应于一个能量和动量确定的光子，腔壁中的辐射场对应于能量和动量从零到无穷大连续取值的光子气体。辐射场和腔壁不断发生热交换，从微观角度来看，相当于交换光子，因此，腔壁中的光子数不守恒。（2分）（3）光子是玻色子，满足玻色分布。在确定玻色分布r