内容正文:
玻耳兹曼统计
玻耳兹曼统计
§7.1 玻耳兹曼分布与热力学量的联系
一. 配分函数
二.U与N 的统计表达式
定域系统
三.广义力的统计表达式
当 时,对应的广义力为压强,
这时广义力的统计表达式简化为
在准静态过程中,外参量发生 改变时,外界对系统所作的功是
考虑内能 的全微分
。
广义功和热量的微观含义
与热力学第一定律
比较,有
以上两式说明,在准静态过程中系统从外界吸收的热量等于粒子在各能级重新分布所增加的内能:外界对系统所作的功等于粒子分布不变时由于能级改变所引起的内能变化。
。
四. 与熵的统计表达式
两边同乘以
。
由内能、广义力的统计表达式和热力学第一定律,有
由热力学基本方程
说明 是积分因子,根据积分因子的理论,
应同为积分因子,
两者相差一个常数 ,称为玻耳兹曼常数 ,即
。
与热力学基本方程
比较,得熵的统计表达式
玻耳兹曼关系
有
利用
又由玻耳兹曼分布
有
与(6.6.4)
该关系反映了熵的统计意义。
比较,有玻耳兹曼关系
自由能
由自由能的定义,
满足经典极限条件的玻色(费米)系统
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