热力学统计物理笔记 原生生物 *袁业飞老师课堂笔记（插图来自袁老师），与原讲义的差异包括 ·修正了部分错误，分节均匀化，省略了部分非重点内容： ·基本统一了记号（如二表示发生了等价小量/无穷近似，≈表示发生了数值近似，x表正比）： ·补全了一些逻辑与推导，调整了部分概念顺序以方便理解。 目录 一热力学系统及其热力学势 61.1系统平衡态， S12热力学第零定律温度. 81.4热力学第二定律痛 $1.5热力学势 S1.6热力学第三定律绝对熵 二典型热力学系统 9 9 22范德瓦尔斯气体，.. .10 S2.3磁介质系统 2.4光子气体 25其他物态.12 三相变和临界现象 S3.1单元系的平衡条件 12 32更多平衡条件 12 3.3气液相变 S3.4临界现象 63.5铁磁顺破相变 16 S3.6朗道理论 四理想经典气体的统计理论 17 S4.1玻尔兹曼分布 $42热力学的统计表达·。·。··。。。····。·。。····。。。·18 S4.3玻尔兹曼系统... ..19 S1.4理想单原子分子气体 20 S4.5能均分定理与双原子分子气体 1热力学 统计物理 笔记 原生生物 * 袁业飞老师课堂笔记 (插图来自袁老师)，与原讲义的差异包括： • 修正了部分错误，分节均匀化，省略了部分非重点内容； • 基本统一了记号 (如 ≃ 表示发生了等价小量/无穷近似，≈ 表示发生了数值近似，∝ 表正比)； • 补全了一些逻辑与推导，调整了部分概念顺序以方便理解。 目录 一 热力学系统及其热力学势 3 §1.1 系统 平衡态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 §1.2 热力学第零定律 温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 §1.3 热力学第一定律 内能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 §1.4 热力学第二定律 熵 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 §1.5 热力学势 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 §1.6 热力学第三定律 绝对熵 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 二 典型热力学系统 9 §2.1 单原子理想气体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 §2.2 范德瓦尔斯气体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 §2.3 磁介质系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 §2.4 光子气体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 §2.5 其他物态 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 三 相变和临界现象 12 §3.1 单元系的平衡条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 §3.2 更多平衡条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 §3.3 气液相变 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 §3.4 临界现象 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 §3.5 铁磁-顺磁相变 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 §3.6 朗道理论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 四 理想经典气体的统计理论 17 §4.1 玻尔兹曼分布 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 §4.2 热力学的统计表达 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 §4.3 玻尔兹曼系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 §4.4 理想单原子分子气体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 §4.5 能均分定理与双原子分子气体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1