熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理（Thermodynamicsandstatisticphysics）考試大綱

    一、考試科目簡(jiǎn)介

    《熱力學(xué)•統(tǒng)計(jì)物理》是物理學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科。它不僅是物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的共同的基礎(chǔ)理論，而且已經(jīng)成為化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)、甚至經(jīng)濟(jì)學(xué)以及眾多社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)。作為材料科學(xué)與工程專業(yè)的碩士研究生，要求對(duì)于熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理的概念及原理有比較深入的了解。入學(xué)考試的重點(diǎn)放在熱力學(xué)基本定律，熱力學(xué)函數(shù)及其應(yīng)用，玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)規(guī)律，玻色統(tǒng)計(jì)與費(fèi)米統(tǒng)計(jì)，系綜理論。要求理解這些熱力學(xué)規(guī)律與統(tǒng)計(jì)規(guī)律的物理意義，熟悉其實(shí)際的應(yīng)用，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

    二、考試內(nèi)容

    （一）熱力學(xué)的基本規(guī)律：

    熱平衡定律，物態(tài)方程，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，卡諾定理，克勞修斯等式和不等式，熱力學(xué)基本方程

    （二）均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)：

    麥?zhǔn)详P(guān)系，氣體的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程，基本熱力學(xué)函數(shù)的表達(dá)式，特性函數(shù)，熱輻射的熱力學(xué)

    （三）單元系的相變：

    平衡穩(wěn)定性條件，開(kāi)系的熱力學(xué)基本方程，單元復(fù)相系的平衡條件，臨界點(diǎn)和氣液兩相轉(zhuǎn)變

    （四）多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡：

    多元系的熱力學(xué)基本方程，多元系的復(fù)相平衡條件，吉布斯相律，熱力學(xué)第三定

    （五）近獨(dú)立粒子的最概然分布：

    粒子與系統(tǒng)微觀狀態(tài)的經(jīng)典及量子描述，等概率原理，玻耳茲曼分布，玻色分布，費(fèi)米分布

    （六）玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)：

    熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，麥克斯韋速度分布律，能量均分定理，理想氣體的熱力學(xué)性質(zhì)，固體熱容量的愛(ài)因斯坦理論

    （七）玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)：

    熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式，弱簡(jiǎn)并理想玻色氣體和費(fèi)米氣體，玻色-愛(ài)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(xué)公式，正則分布及其熱力學(xué)公式，巨正則分布及其熱力學(xué)公式，實(shí)際氣體的物態(tài)方程，固體的熱容量

    三、考試要求

    （一）熱力學(xué)的基本規(guī)律：

    1.深入理解并掌握溫度，功，熵，焓，自由能，吉布斯函數(shù)等概念。

    2.深入理解并掌握熱平衡定律，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，卡諾定理，克勞修斯等式和不等式，熱力學(xué)基本方程。

    3.熟練掌握理想氣體的熱力學(xué)性質(zhì)。

    （二）均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)：

    1.深入理解并掌握麥?zhǔn)详P(guān)系。

    2.熟練掌握氣體的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程。

    4.掌握熱輻射的熱力學(xué)。

    (三)單元系的相變:

    1.深入理解并掌握平衡穩(wěn)定性條件，單元復(fù)相系的平衡條件。

    2.熟練掌握開(kāi)系的熱力學(xué)基本方程。

    (四)多元系的復(fù)相平衡:

    1.理解并掌握多元系的熱力學(xué)基本方程。

    2.掌握多元系的復(fù)相平衡條件。

    3.理解并掌握吉布斯相律。

    4.深入理解并掌握熱力學(xué)第三定律

    （五）近獨(dú)立粒子的最概然分布:1．深入理解并掌握系統(tǒng)微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，微觀狀態(tài)數(shù)，等概率原理。

    2.熟練掌握玻耳茲曼分布，玻色分布，費(fèi)米分布。

    3.理解上述三種分布的關(guān)系。

    （六）玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)：

    1.深入理解并掌握熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)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(xué)性質(zhì)。

    3.掌握固體熱容量的愛(ài)因斯坦理論。

    4.了解負(fù)溫度狀態(tài)。

    （七）玻色統(tǒng)計(jì)和費(fèi)米統(tǒng)計(jì)：

    1．深入理解并掌握熱力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)表達(dá)式。

    3．理解玻色-愛(ài)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(xué)公式。

    2.理解劉維爾定理。

    3.理解實(shí)際氣體的物態(tài)方程，固體的熱容量。

    四、主要參考書目：

    汪志誠(chéng)著，《熱力學(xué)•統(tǒng)計(jì)物理》，高等教育出版社，北京，2013年第五版。