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一、考试科目简介
《热力学•统计物理》是物理学中的基础学科。它不仅是物理学各个领域的共同的基础理论,而且已经成为化学、生物学、材料科学、信息科学、甚至经济学以及众多社会科学领域的重要理论基础。作为材料科学与工程专业的硕士研究生,要求对于热力学与统计物理的概念及原理有比较深入的了解。入学考试的重点放在热力学基本定律,热力学函数及其应用,玻尔兹曼统计规律,玻色统计与费米统计,系综理论。要求理解这些热力学规律与统计规律的物理意义,熟悉其实际的应用,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
二、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,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,基本热力学函数的表达式,特性函数,热辐射的热力学
(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,临界点和气液两相转变
(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,热力学第三定律
(五) 近独立粒子的最概然分布:
粒子与系统微观状态的经典及量子描述,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
(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
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