熱力學統(tǒng)計物理（Thermodynamicsandstatisticphysics）考試大綱

    一、考試科目簡介

    《熱力學•統(tǒng)計物理》是物理學中的基礎學科。它不僅是物理學各個領域的共同的基礎理論，而且已經成為化學、生物學、材料科學、信息科學、甚至經濟學以及眾多社會科學領域的重要理論基礎。作為材料科學與工程專業(yè)的碩士研究生，要求對于熱力學與統(tǒng)計物理的概念及原理有比較深入的了解。入學考試的重點放在熱力學基本定律，熱力學函數(shù)及其應用，玻爾茲曼統(tǒng)計規(guī)律，玻色統(tǒng)計與費米統(tǒng)計，系綜理論。要求理解這些熱力學規(guī)律與統(tǒng)計規(guī)律的物理意義，熟悉其實際的應用，并具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

    二、考試內容

    （一）熱力學的基本規(guī)律：

    熱平衡定律，物態(tài)方程，熱力學第一定律，熱力學第二定律，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(jié)流過程和絕熱膨脹過程，基本熱力學函數(shù)的表達式，特性函數(shù)，熱輻射的熱力學

    （三）單元系的相變：

    平衡穩(wěn)定性條件，開系的熱力學基本方程，單元復相系的平衡條件，臨界點和氣液兩相轉變

    （四）多元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，熱力學第三定

    （五）近獨立粒子的最概然分布：

    粒子與系統(tǒng)微觀狀態(tài)的經典及量子描述，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(tǒng)計：

    熱力學量的統(tǒng)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

    （七）玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計：

    熱力學量的統(tǒng)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(tài)方程，固體的熱容量

    三、考試要求

    （一）熱力學的基本規(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，熱力學第一定律，熱力學第二定律，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。

    （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(jié)流過程和絕熱膨脹過程。

    4.掌握熱輻射的熱力學。

    (三)單元系的相變:

    1.深入理解并掌握平衡穩(wěn)定性條件，單元復相系的平衡條件。

    2.熟練掌握開系的熱力學基本方程。

    (四)多元系的復相平衡:

    1.理解并掌握多元系的熱力學基本方程。

    2.掌握多元系的復相平衡條件。

    3.理解并掌握吉布斯相律。

    4.深入理解并掌握熱力學第三定律

    （五）近獨立粒子的最概然分布:1．深入理解并掌握系統(tǒng)微觀運動狀態(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，費米分布。

    3.理解上述三種分布的關系。

    （六）玻耳茲曼統(tǒng)計：

    1.深入理解并掌握熱力學量的統(tǒng)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.了解負溫度狀態(tài)。

    （七）玻色統(tǒng)計和費米統(tǒng)計：

    1．深入理解并掌握熱力學量的統(tǒng)計表達式。

    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.理解劉維爾定理。

    3.理解實際氣體的物態(tài)方程，固體的熱容量。

    四、主要參考書目：

    汪志誠著，《熱力學•統(tǒng)計物理》，高等教育出版社，北京，2013年第五版。