高二物理 弱简并的理想费米和玻色气体 竞赛课件 (共12张PPT)

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高二物理 弱简并的理想费米和玻色气体 竞赛课件 (共12张PPT)

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弱简并的理想费米和玻色气体弱简并条件:e- 或n 3虽然小,但不可忽略,其值大约为e >1或n 3<1。考虑理想玻色(费米)气体,能量不太高(适于非相对论理论)。不考虑分子的内部结构,每个粒子具有平动自由度。平动能量:在体积V内, 到 + d 范围内,分子可能的微观状态数(即简并度):g:粒子具有自旋而引入的简并度。平动自由度的能级是连续的,系统的总分子数满足(两种气体同时讨论)引入则:系统的内能e- 很小,利用第一项:费米(玻色)分布近似为玻尔兹曼分布。保留两项:弱简并的情形。令x=t2两式相除:第一项:根据玻尔兹曼分布得到的内能;第二项:由微观粒子全同性原理引起的量子统计关联所导致的附加内能。费米气体的附加内能为正;玻色气体的附加内能为负。e- 小,第二项中的e- 用0级近似由非相对论粒子理想气体的性质,可导出经典理论关系物态方程玻色气体的压强比相应理想气体的压强小,仿佛玻色子之间有相互吸引似的。此效应是由于不同的统计方法产生的,称之为统计关联。可逆过程与准静态过程的区别和联系
可逆过程一定是准静态过程
准静态过程不一定是可逆过程
可逆过程=准静态过程+无耗散
可逆过程完全理想,以后均用可逆过程的概念。准静态过程很少用。
判断是否准静态与可逆(1)
以冰水混合物为热力系
90 ℃
0 ℃
缓慢加热
外部温差传热
准静态过程
系统内部等温传热,无耗散
内可逆
外不可逆
判断是否准静态与可逆(2)
蒸汽流经减压阀进入汽轮机
典型的不可逆过程,因有漩涡,产生耗散
是不是准静态,取决于开度
判断是否准静态与可逆(3)
带活塞的气缸中,水被缓慢加热
缓慢加热,每一时刻水有确定的温度
准静态加热
火与水有温差
外不可逆
以水为系统
内可逆
以水+活塞为系统
活塞与壁面无摩擦
内可逆
活塞与壁面有摩擦
内不可逆

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