中國科學院研究生院《熱力學與統計物理》2011年考研大綱

中科院研究生院碩士研究生入學考試《熱力學與統計物理》考試大綱

　　本熱力學與統計物理考試大綱適用于中國科學院研究生院物理類的碩士研究生入學考試。熱力學與統計物理是物理類各專業的一門重要基礎理論課，本科目的考試內容包括熱力學的基本規律，均勻物質的熱力學性質，相平衡和化學平衡，玻耳茲曼統計，玻色統計和費米統計，系綜理論等部分。要求考生能熟練掌握熱運動的規律，深入理解與平衡態熱運動有關的物性，具有分析和處理一些基本問題的能力。
　　一、考試內容：
　�。ㄒ唬�熱力學的基本規律：
　　熱平衡定律，物態方程，熱力學第一定律，熱力學第二定律，熱力學第三定律，卡諾定理，克勞修斯等式和不等式，熱力學基本方程
　　（二）均勻物質的熱力學性質：
　　麥氏關系，氣體的節流過程和絕熱膨脹過程，基本熱力學函數的一般表達式，特性函數，熱輻射的熱力學，磁介質的熱力學
　�。ㄈ�）單元系的相變：
　　平衡穩定性條件，開系的熱力學基本方程，單元復相系的平衡條件及相圖，汽液相變，液滴的形成，相變的分類
　�。ㄋ模┒嘣�系的復相平衡和化學平衡：
　　多元系的熱力學基本方程，多元系的復相平衡條件，吉布斯相律，化學平衡條件
　　（五）近獨立粒子的比較概然分布：
　　等概率原理，玻耳茲曼分布，玻色分布，費米分布
　�。�六）玻耳茲曼統計：
　　熱力學量的統計表達式，麥克斯韋速度分布律，能量均分定理，理想氣體的熱力學性質，固體熱容量的愛因斯坦理論，順磁性固體的熱力學性質
　　（七）玻色統計和費米統計：
　　熱力學量的統計表達式，弱簡并理想玻色氣體和費米氣體，玻色-愛因斯坦凝聚，光子氣體，金屬中的自由電子氣體
　　（八）系綜理論：
　　劉維爾定理，微正則分布及其熱力學公式，正則分布及其熱力學公式，巨正則分布及其熱力學公式，實際氣體的物態方程，固體的熱容量
　　二、考試要求：
　　（一）熱力學的基本規律：
　　1.深入理解并掌握溫度，功，熵，焓，自由能，吉布斯函數等概念。
　　2.深入理解并掌握熱平衡定律，熱力學第一定律，熱力學第二定律，熱力學第三定律，卡諾定理，克勞修斯等式和不等式，熱力學基本方程。
　　3.熟練掌握理想氣體的熱力學性質。
　　4.了解簡單固體和液體，順磁性固體的物態方程。
　　（二）均勻物質的熱力學性質：
　　1.深入理解并掌握麥氏關系。
　　2.熟練掌握氣體的節流過程和絕熱膨脹過程。
　　3.理解并掌握基本熱力學函數的一般表達式，特性函數。
　　4.掌握熱輻射的熱力學，磁介質的熱力學。
　　5.了解獲得低溫的方法。

　　(三)單元系的相變:
　　1.深入理解并掌握平衡穩定性條件，單元復相系的平衡條件。
　　2.熟練掌握開系的熱力學基本方程。
　　3.理解并掌握汽液相變，液滴的形成，相變的分類。
　　4.了解臨界現象和臨界指數。
　　(四)多元系的復相平衡和化學平衡:
　　1.理解并掌握多元系的熱力學基本方程，多元系的復相平衡條件。
　　2.掌握混合理想氣體的熱力學函數及化學平衡。
　　3.理解并掌握吉布斯相律，化學平衡條件。
　　4.了解二元系相圖。
　�。ㄎ澹┙�獨立粒子的比較概然分布:
　　1．深入理解并掌握系統微觀運動狀態的描述，微觀狀態數，等概率原理。
　　2．熟練掌握玻耳茲曼分布，玻色分布，費米分布。
　　3．理解上述三種分布的關系。
　　（六）玻耳茲曼統計：
　　1．深入理解并掌握熱力學量的統計表達式，麥克斯韋速度分布律，能量均分定理。
　　2．熟練掌握理想氣體的熱力學性質。
　　3．掌握固體熱容量的愛因斯坦理論。
　　4．了解順磁性固體的熱力學性質，負溫度狀態。
　�。ㄆ撸┎Ｉ�統計和費米統計：
　　1．深入理解并掌握熱力學量的統計表達式。
　　2．理解并掌握弱簡并理想玻色氣體和費米氣體的性質。
　　3．理解玻色-愛因斯坦凝聚，光子氣體，金屬中的自由電子氣體的概念。
　　(八).系綜理論：
　　1.深入理解并掌握微正則分布，正則分布，巨正則分布及其熱力學公式。
　　2.理解并掌握劉維爾定理。
　　3.理解實際氣體的物態方程，固體的熱容量。
　　三、主要參考書目：
　　汪志誠著，《熱力學•統計物理》，高等教育出版社，北京，2003年第三版。