统计热力学基础复习

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(B) 任意相邻两能级的差值都是一恒定值; (C) 振动量子数只能是正整数(包括零); (D) 零点能?0= h?/2, 可以规定它为零; (E) 振动能与温度无关.

39) 在 N 个NO分子组成的晶体中,每个分子都有两种可能的排列方式, 即 NO和 ON, 也可将晶体视为 NO 和ON的混合物.在绝对零度时该系统的熵值为 ( )

(A) S0=0; (B) S0=kln2; (C) S0=Nkln2; (D) S0=2klnN; (E) S0=Nkln2. 40) 研究统计热力学的基本方法是 ( )

(A) 对微观粒子的微观量求统计平均值;(B) 经典力学与量子力学相结合; (C) 求解微观粒子运动的微分方程; (D) 微观结构与宏观性质相关联. 41) 对于同一粒子, 各运动能级的大小次序是 ( )

(A) ? ? ? ? ?? ? ?? ? ??;(B) ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ; (C) ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ;(D) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ; (E) ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? .

42) 玻兹曼气体与量子气体的相同之处在于

(A) 粒子都有相应的配分函数; (B) 都是近独立子体系, 其分布都是最可几的; (C) 微观状态数的计算方法相同;(D) 它们的分布规律都是自然界客观存在的; (E) 在本质上, 粒子都是可分辩的.

43) 经典粒子的零点能标度的选择不同时, 不受影响的热力学量是 ( ) (A) U、H、S; (B) S、CV、p; (C) CV、U、G; (D) H、G、A;(E) G、A、p.

44) 根据 U = NkT (?lnQ/?T)V,N 及各种运动的配分函数公式, 可证明2mol 双原子分子组成的理想气体的定压热容为 ( )

(A) 7R/2; (B) 5R/2; (C) 9R/2; (D) 7R; (E) 9R. 45) 量子气体退化为经典气体的必要条件是

(A) 粒子数 N~10; (B) ni ?? gi; (C) ni/N ?? 1; (D) ? ? ? ; (E) ? ? tmax.

46) 若粒子质量和系统温度的数量级范围分别为 10~10kg、100~1000K, h = 6.626×10J·s,

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242

V

r

t

e

n

e

t

n

r

V

n

t

e

r

V

t

r

V

e

n

t

r

V

e

n

Nk = 1.38×10-23J·K-1, 系统体积为10-6m3, 则一个平动自由度的配分函数ft 的数量级是 ( )

(A) 10~10; (B) 10~10; (C) 10~10; (D) 10~10; (E) 10~10. 47) 对系统压力有影响的配分函数是 ( )

(A) 平动配分函数Q;(B) 振动配分函数Q;(C) 转动配分函数Q; (D) 电子配分函数Q; (E) 核配分函数Q.

48) 在 0K时, 能级分布数、粒子配分函数、能级简并度、系统的微观状态数和熵值分别用 n0、Q0、

e

n

t

v

r

5

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9

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9

g0、? 0和S0表示, 下列关系式中,肯定不正确的是 ( )

(A) n0 = N0·g0/Q0; (B) Q ? g0; (C) n0 = N; (D) ?0 = 0; (E) S0 = kln? 0.

0

49) 已知HBr的转动惯量为 2.45×10kg·m, h=6.626×10J·s, k=1.38×10J·K, 在T =300K时, 转动配分函数是 ( )

(A) 912.34; (B) 912.34J·分子; (C) 1824; (D) 1824.68 J·分子; (E) 18.2468.

50) 已知HI的转动惯量为 7.43×10kg·m, h=6.626×10J·s, k=1.38×10J·K, 则其转动特征温度是 ( )

(A) 0.0542K; (B) 18.45K; (C) 0.0113K; (D) 88.54K; (E) 0.0257K. 51) CO2分子转动时, 它对内能的贡献为 ( )

(A) U =RT/2; (B) U =RT; (C) U=3RT/2; (D) U =5RT/2; (E) U=2RT. 52) 某个粒子的电子第一激发态与基态的能量差为0.3×10J, 已知T=300K,

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r

r

r

r

r

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-452-34-23-1

k=1.38×10-23J·K-1,两个能级都是非简并的, 该粒子的电子配分函数是 ( )

(A) 1.4845; (B) 2.485J·mol; (C) 0.4845J·K; (D) 3.064; (E) 2.064J·K. 53) 有关“能量分布”的下列阐述中,正确的是 ( ) (A) 能量分布是指系统内粒子能级的数目; (B) 能量分布是指系统总能量的分配方式;

(C) 能量分布是指粒子分布在各个能量间隔中或各个能级上的数目; (D) 能量分布是指一个粒子的能量分配方式; (E) 能量分布是指系统内粒子的分布方式(类型)数.

54) 若一个粒子的能级 ?j的有效状态数与该粒子有效状态数的和之比等于 2×10, 则系统的 N 个粒子在能级 ?j上出现的最大可几率是 ( )

(A) 4×10; (B) 10; (C) 2×10; (D) 6×10; (E) 3×10. 55) 在相同的温度和压力下, 摩尔平动熵最大的气体是 ( ) (A) NO; (B) C3H6; (C) CO2; (D) N2; (E) CH3-CH3.

56) 1mol 双原子分子气体, 当温度由 T1升至T2时, 假定转动惯量不变, T2=2T1, 系统的转动熵变为 ( ) (A) 5.763J·K·mol; (B) 11.526 J·K·mol; (C) RlnT1;(D) Rln(I·T1/? ); (E) 2.882 J·K·mol.

57) 若规定粒子在 0K 时的能值为零, 则在 0K时, 系统的热力学函数不一定等于零的是 ( ) (A) U; (B) H; (C) A; (D) G; (E) S.

58) 对于一种纯物质, 常见的熵概念有:量热熵、“绝对熵”、规定熵、标准熵、光谱熵、统计熵等等.在指定状态下, 下面的关系中一定成立的是 (A) 标准熵=统计熵=“绝对熵”, 量热熵=光谱熵; (B) 量热熵=标准熵=统计熵, 规定熵=光谱熵; (C) 光谱熵=规定熵=统计熵, 标准熵=量热熵; (D) “绝对熵”=光谱熵, 标准熵=统计熵=规定熵; (E) 统计熵=光谱熵,“绝对熵”=量热熵=规定熵.

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-1

59) CO2(g)、H2O(g)、NH3(g)、N2(g)、CH3Cl(g)五种分子都可发生平动、转动和振动, 其中振动方式数为 4 的是 ( )

(A) CH3Cl(g); (B) H2O(g); (C) NH3(g); (D) N2(g); (E) CO2(g).

60) 当粒子数目相同时, 定位体系的微观状态数(? 定 位)与非定位体系的微观状态数(? 非定位)之间的关系为 ( )

(A) ? 定位?? ? 非定位; (B) ? 定位 ?? ? 非定位; (C) ? 定位 ? ? 非定位; (D) ? 定位 ?? ? 非定位; (E) ? 定位 ? ? 非定位. 61) 宏观测知的某种物理量实际上是相应微观量的 ( )

(A) 算术平均值;(B) 几何平均值;(C) 综合反映;(D) 统计平均值或时间平均值. 62) 对于一个总微观状态数为? 的热力学平衡体系, 它的某一个微观状态出现的概率为 ( ) (A) 1/? ; (B) ln? ; (C) ? ; (D) exp(? ). 63) 等概率原理只适用于 ( )

(A) 非孤立体系;(B) 处在平衡状态的孤立体系;(C) 未达到平衡的孤立体系; (D) 处在平衡状态的非孤立体系;(E) 近平衡的孤立体系. 64) 在298.15K室时, 对于CH3D气体的熵值, 应有 ( )

(A) 量热熵 ?? 统计熵;(B) 量热熵 ? 统计熵;(C) 量热熵 ?? 统计熵; (D) 量热熵 ? 统计熵; (E) 量热熵 ? 统计熵. 65) 热力学第三定律的基础是 ( )

(A) Nernst 热定理;(B) 玻兹曼熵定律;( C) Dulong-Petit 定律; (D) Debye 立方定律; (E) 晶体热容的Einstein 理论. 66) 下列诸式中, 一般不称为第三定律数学式的是 ( )

(A) lim(?S)T = 0; (B) ?S0 = 0; (C) lim(?S/?p)T = 0;(D) limST = 0; (E) S0 = 0. T?0 T?0 T?0 67) 对于一定量的某物质(物态不同), 其微观状态数的下列表述中正确的是 ( ) (A) ? (气) ? ? (液) ? ? (固); (B) ? (气) ? ? (液) ? ? (固); (C) ? (气) ? ? (液) ? ? (固); (D) ? (气) ? ? (液) ? ? (固); (E) ? (气) ? ? (液) ? ? (固). 二、多选题

1) 玻兹曼统计认为 ( )

(A) 玻兹曼分布是最可几分布;(B) 玻兹曼分布是平衡分布; (C) 玻兹曼分布不是最可几分布, 也不是平衡分布; (D) 玻兹曼分布只是最可几分布, 但不是平衡分布; (E) 玻兹曼分布不是最可几分布, 但却是平衡分布. 2) 粒子的配分函数Q 表示 ( )

(A) 一个粒子的玻兹曼因子; (B) 对一个粒子的玻兹曼因子取和; (C) 对一个粒子的所有可能状态的玻兹曼因子取和; (D) 对一个粒子的简并度和玻兹曼因子的乘积取和; (E) 一个粒子的有效状态和.

3) 经典粒子的零点能标度选择不同时, 必定影响 ( )

(A) 配分函数的值;(B) 粒子的分布规律;(C) 体系的微观状态数; (D) 某些热力学函数的值; (E) 各个量子态上粒子的分布数.

4) 根据热力学第三定律, 对于完美晶体, 在 S0=kln? 0中, 不正确的是 ( ) (A) ? 0=0; (B) ? 0? 0; (C) ? 0=1; (D) ? 0? 1; (E) ? 0? 1. 5) 对 ni=[N·gi·exp(-?i/kT)]/Q 中有关符号意义的说明中,正确的是 ( ) (A) ni 是任一能级上分布的粒子数;(B) N 代表系统中的粒子总数; (C) Q 是粒子的各个能级的有效状态和或有效容量和;

(D) gi 是?i 的统计权重;(E) gi·exp(-?i/kT) 是能级?i 的有效状态数. 6) 有关“能量分布”的下列阐述中,不正确的是 ( ) (A) 能量分布是指系统内粒子能级的数目; (B) 能量分布是指系统总能量的分配方式;

(C) 能量分布是指粒子分布在各个能量间隔中或各个能级上的数目; (D) 能量分布是指一个粒子的能量分配方式; (E) 能量分布是指系统内粒子的分布方式(类型)数. 7) 宏观测知的某种物理量实际上是相应微观量的 ( )

(A) 算术平均值;(B) 几何平均值;(C) 综合反映;(D) 统计平均值;(E) 时间平均值. 8) 下述诸体系中, 属离域子体系的有 ( )

(A) 纯液体;(B) 理想液态溶液;(C) 理想的原子晶体;(D) 理想气体;(E) 真实气体.

三、填空题

1) 三维平动子基态能级的简并度为______,第一激发态能级的简并度为_______,平动能为? = 14h/8mV 的能级简并度为________。(填数字)

2) CO2分子的平动自由度为______,转动自由度为______,振动自由度为______,分子的对称数为______。(填数字)

3) NH3分子共有______个热运动自由度,其中平动自由度为______,转动自由度为______,振动自由度为______,分子的对称数为______。(填数字)

4) 理想气体在0K时,应有H0______U0 。(填 > 、< 或 =)

5) Cl2分子的振动温度? = 814K,则298.15K下分子的振动对Cl2的恒容摩尔热容的贡献为

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