文档介绍：第六章统计热力学基础
概论
配分函数对热力学函数的贡献
配分函数
各配分函数的计算
Boltzmann 统计
单原子理想气体热力学函数的计算
双原子理想气体热力学函数的计算
概论
统计热力学的研究方法
统计热力学的基本任务
定位系统和非定位系统
独立粒子系统和相依粒子系统
统计系统的分类
统计热力学的基本假定
统计热力学的研究方法
根据统计单位的力学性质(例如速度、动量、位置、振动、转动等),经过统计平均推求系统的热力学性质,将系统的微观性质与宏观性质联系起来,这就是统计热力学的研究方法。
统计热力学的基本任务
根据对物质结构的某些基本假定,以及实验所得的光谱数据,求得物质结构的一些基本常数,如核间距、键角、振动频率等,从而计算分子配分函数,再根据配分函数求出物质的热力学性质,这就是统计热力学的基本任务。
统计热力学的基本任务
该方法的局限性:计算时必须假定结构的模型,而人们对物质结构的认识也在不断深化,这势必引入一定的近似性。另外,对大的复杂分子以及凝聚体系,计算尚有困难。
该方法的优点: 将系统的微观性质与宏观性质联系起来,对于简单分子计算结果常是令人满意的。不需要进行复杂的低温量热实验,就能求得相当准确的熵值。
定位系统和非定位系统
定位系统(localized system)
定位系统又称为定域子系统,这种系统中的粒子彼此可以分辨。例如,在晶体中,粒子在固定的晶格位置上作振动,每个位置可以想象给予编号而加以区分,所以定位系统的微观态数是很大的。
定位系统和非定位系统
非定位系统(non-localized system)
非定位系统又称为离域子系统,基本粒子之间不可区分。例如,气体的分子,总是处于混乱运动之中,彼此无法分辨,所以气体是非定位系统,它的微观状态数在粒子数相同的情况下要比定位系统少得多。
独立粒子系统和相依粒子系统
独立粒子系统(assembly of independent particles)
独立粒子系统是本章主要的研究对象
粒子之间的相互作用非常微弱,因此可以忽略不计,所以独立粒子系统严格讲应称为近独立粒子系统。这种系统的总能量应等于各个粒子能量之和,即:
独立粒子系统和相依粒子系统
相依粒子系统(assembly of interacting particles)
相依粒子系统又称为非独立粒子系统,系统中粒子之间的相互作用不能忽略,系统的总能量除了包括各个粒子的能量之和外,还包括粒子之间的相互作用的位能,即:
统计热力学的基本假定
概率(probability)
指某一件事或某一种状态出现的机会大小。
热力学概率
系统在一定的宏观状态下,可能出现的微观总数,通常用表示。