中科院研究生院硕士研究生入学考试《热力学与统计物理》考试大纲
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本热力学与统计物理考试大 纲适用于中国科学院研究生院物理类的硕士研究生入学考试。 热力学与统计物理 是物理类各专业的一门重要基础理论课,本科目的考试内容包括 热力学的基本规律,均匀物质的热力学性质,相平衡
本热力学与统计物理考试大 纲适用于中国科学院研究生院物理类的硕士研究生入学考试。 热力学与统计物理 是物理类各专业的一门重要基础理论课,本科目的考试内容包括 热力学的基本规律,均匀物质的热力学性质,相平衡和化学平衡,玻耳兹曼统计,玻色统计和费米统计,系综理论等部分 。 要求考生能熟练掌握热运动的规律,深入理解与平衡态热运动有关的物性,具有分析和处理一些基本问题的能力。
一、考试内容:
(一) 热力学的基本规律:
热平衡定律,物态方程,热力学第一定律,热力学第二定律,热力学第三定律,卡诺定理,克劳修斯等式和不等式,热力学基本方程
(二) 均匀物质的热力学性质:
麦氏关系,气体的节流过程和绝热膨胀过程,基本热力学函数的一般表达式,特性函数,热辐射的热力学,磁介质的热力学
(三) 单元系的相变:
平衡稳定性条件,开系的热力学基本方程,单元复相系的平衡条件及相图,汽液相变,液滴的形成,相变的分类
(四) 多元系的复相平衡和化学平衡:
多元系的热力学基本方程,多元系的复相平衡条件,吉布斯相律,化学平衡条件
(五) 近独立粒子的最概然分布:
等概率原理,玻耳兹曼分布,玻色分布,费米分布
(六) 玻耳兹曼统计:
热力学量的统计表达式,麦克斯韦速度分布律,能量均分定理,理想气体的热力学性质,固体热容量的爱因斯坦理论,顺磁性固体的热力学性质
(七) 玻色统计和费米统计:
热力学量的统计表达式,弱简并理想玻色气体和费米气体,玻色 - 爱因斯坦凝聚,光子气体,金属中的自由电子气体
(八) 系综理论:
刘维尔定理,微正则分布及其热力学公式,正则分布及其热力学公式,巨正则分布及其热力学公式,实际气体的物态方程,固体的热容量
二、考试要求:
(一) 热力学的基本规律:
1. 深入理解并掌握温度,功,熵,焓,自由能,吉布斯函数等概念。
2. 深入理解并掌握热平衡定律,热力学第一定律,热力学第二定律,热力学第三定律,卡诺定理,克劳修斯等式和不等式,热力学基本方程。
3. 熟练掌握理想气体的热力学性质。
4. 了解简单固体和液体,顺磁性固体的物态方程。
(二)均匀物质的热力学性质:
1. 深入理解并掌握麦氏关系。
2. 熟练掌握气体的节流过程和绝热膨胀过程。
3. 理解并掌握基本热力学函数的一般表达式,特性函数。
4. 掌握热辐射的热力学,磁介质的热力学。
5. 了解获得低温的方法。
( 三 ) 单元系的相变 :
1. 深入理解并掌握平衡稳定性条件,单元复相系的平衡条件。
2. 熟练掌握开系的热力学基本方程。
3. 理解并掌握汽液相变,液滴的形成,相变的分类。
4. 了解临界现象和临界指数。
( 四 ) 多元系的复相平衡和化学平衡 :
1. 理解并掌握多元系的热力学基本方程,多元系的复相平衡条件。
2. 掌握混合理想气体的热力学函数及化学平衡。
3. 理解并掌握吉布斯相律,化学平衡条件。
4. 了解二元系相图。
(五)近独立粒子的最概然分布 :
1 .深入理解并掌握系统微观运动状态的描述,微观状态数,等概率原理。
2 .熟练掌握玻耳兹曼分布,玻色分布,费米分布。
3 .理解上述三种分布的关系。
(六)玻耳兹曼统计:
1 .深入理解并掌握热力学量的统计表达式,麦克斯韦速度分布律,能量均分定理。
2 .熟练掌握理想气体的热力学性质。
3 .掌握固体热容量的爱因斯坦理论。
4 .了解 顺磁性固体的热力学性质,负温度状态。
(七)玻色统计和费米统计:
1 . 深入理解并掌握热力学量的统计表达式。
2 .理解并掌握弱简并理想玻色气体和费米气体的性质。
3 .理解玻色 - 爱因斯坦凝聚,光子气体,金属中的自由电子气体的概念。
( 八 ). 系综理论:
1. 深入理解并掌握微正则分布,正则分布,巨正则分布及其热力学公式。
2. 理解并掌握刘维尔定理。
3. 理解实际气体的物态方程,固体的热容量。
三、主要参考书目:
汪志诚著,《热力学•统计物理》,高等教育出版社,北京, 2003 年第三版。
编制单位:中国科学院研究生院
编制日期: 2007 年 6 月 6 日
修订日期: 2008 年 7 月 6 日
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