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热力学习题课件
7-1 一房间有N个气体分子，半个房间
的分子数为n的概率为:
（1）写出这种分布的熵的表达式S =klnW；
（2）n=0状态与n=N/2状态之间的熵变是多
少？
（3）如果N=6×1023,计算这个熵差。
(
)
2
N
W
n
e
2
=
n
2
N
(
)
2
N
π
结束
目录
结束
目录
(
)
2
N
e
2
n
2
N
(
)
2
N
π
k
=
ln
)
2
N
π
k
=
ln
(
2
2
N
n
2
N
1
2
2
N
π
k
=
ln
S
=
=
Δ
1
2
0
S
S
S
k
2
N
0
2
N
π
k
=
ln
2
N
S
(2)
=
Δ
S
6×1023×1.38×10-23
2
=
4.14 J/K
(3)
S
k
=
lnW
(1)
解：
结束
目录
7-2 1kg水银，初始温度为-1000C。如
果加足够的热量使其温度升到1000C，问水
银的熵变有多大？水银的熔点为 -390C，熔
解热为 1.17×104（kg·0C），而比热容为
-138J/(kg·0C)。
结束
目录
T0
m
c
ln
T1
L
m
+
T1
=
T1
m
c
ln
T2
+
=156 J/K
=
+
1×1.38×
1×1.17×104
273
100
39
(
ln
273
273
39
)
+
1×1.38×
ln
273
39
273
S
T
=
ò
d
Q
L
m
+
T1
T0
T1
T
ò
d
Q
T2
T1
+
解：
结束
目录
7-3 有 2mol 的理想气体，经过可逆的
等压过程体积从V0膨胀到3V0。求在这一过
程中的熵变。提示：设想气体从初始状态到
最终状态是先沿等温曲线，然后沿绝热曲线
（在这个过程中熵没有变化）进行的。
结束
目录
解：
S
T
=
ò
d
Q
3V1
V1
T
ò
d
Q
3T0
T0
=
C
p
M
mol
M
=
C
p
M
mol
M
ln3
2Cpln3
=
结束
目录
选取细杆处于竖直位置时子弹的位置为重力势能零点，系统在始末状态的机械能为：
势能零点
由机械能守恒，E=E0, 代入θ=300，得：
将上式与 联立，并代入J 值，得
定轴转动刚体的角动量守恒定律
势垒中空穴和电子所处的情况几乎完全相同，只是空穴的势垒顶在阻挡层的内边界。
在加正向电压时，空穴将流向半导体，但它们并不能立即复合，必然要在阻挡层内界形成一定的积累，然后再依靠扩散运动继续进入半导体内部。
(EF)m
Ec
积累
扩散
少数载流子的积累
上图说明这种积累的效果显然是阻碍空穴的流动。因此，空穴对电流贡献的大小还决定于空穴进入半导体内扩散的效率。
在金属和n型半导体的整流接触上加正电压时，就有空穴从金属流向半导体。这种现象称为少数载流子的注入。
空穴从金属注入半导体，实质上是半导体价带顶部附近的电子流向金属，填充金属中(EF)m以下的空能级，而在价带顶附近产生空穴。
2· 欧姆接触
金属－半导体接触
{
整流接触－肖特基势垒
非整流接触－欧姆接触
欧姆接触是指这样的接触：它不产生明显的附近阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。
重掺杂的P-N结可以产生显著的隧道电流。金属和半导体接触时，如果半导体掺杂浓度很高，则势垒区宽度变得很薄，电子也要通过隧道效应贯穿势垒产生相当大的隧道流，甚至超过热电子发射电流而成为电流的主要成分。
利用隧道效应的原理在半导体上制造欧姆接触
当隧道电流占主导地位时，它的接触电阻可以很小，可以用作欧姆接触。

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