统计热力学课程论文设计.doc

《统计热力学课程论文设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、统计热力学XX大学化学工程学院，摘要：统计热力学应用统计力学方法研究平衡系统的热力学性质。统计热力学认为物质的宏观性质是大量微观粒子运动量的统计平均值的体现。统计热力学从系统部粒子的微观性质及其结构的数据出发，在统计原理的基础上，运用力学和统计规律推求大量粒子运动的统计平均结果，从而得到宏观性质。统计力学把热运动的宏观现象和微观机制联系起来，给经典热力学的唯象理论提供了数学证明。随着计算机和量子力学的发展,统计热力学会在工程上有更为广泛的应用。关键词：统计热力学微观经典热力学StatisticalThermodynamicAbstract：Sta

2、tisticalthermodynamicappliesstatisticalmechanicsmethodtostudythethermodynamicpropertiesofbalancesystem.Onthebasisofstatisticalprinciple,statisticalthermodynamicstartsfrominternalsystemofthemicroparticlepropertiesandstructureofdatainviewofstatisticstoderivealotofparticlemotion

3、statisticalaverageresults,thusobtainsthemacroscopicproperties.Statisticalmechanicmakesthethermalmovementofthemacroscopicphenomenaandmicroscopicmechanismconnected,providingamathematicalprooftotheclassicalthermodynamicofphenomenologicaltheory.Forthedevelopmentofcomputerandquant

4、ummechanics,statisticalthermodynamicwillbemorewidelyusedinengineering.Keywords：statisticalthermodynamicmicroscopicclassicalthermodynamics1序论热力学是以热力学三定律为基础，以大量分子的集合体作为研究对象，利用热力学数据，通过严密的逻辑推理，进而讨论平衡系统的各宏观性质之间的相互关系及其变化规律，揭示变化过程的方向和限度[1-3]。从热力学所得到的结论对宏观平衡系统具有高度的普适性和可靠性，但是，热力学处理问题时

5、没有考虑物质的微观结构，而任何物质的各种宏观性质都是微观粒子运动的客观反映[4]。人们希望从物质的微观结构出发来了解其各种宏观性质，这是经典热力学所不能满足的，而统计热力学在这点上弥补了经典热力学的不足[5-6]。统计热力学从微观粒子所遵循的量子规律出发，研究的对象是大量分子的集合体，用统计的方法推断出宏观物质的各种性质之间的联系，阐明热力学定律的微观含义,揭示热力学函数的微观属性。统计热力学可以根据统计单元的力学性质（如速率，动量，位置，振动等）,用统计的方法来推求系统的宏观热力学性质（如压力，热容，熵等）[7-8]。2统计热力学2.1统计力学

6、的发展历程统计力学产生于经典分子运动论。麦克斯韦(JamesClerkMaxwell，1831—1879)通常被认为是统计力学理论的奠基人。他率先开始寻找热力学系统的微观处理方法(表征为统计力学特性)和唯象处理方法(表征为热力学特性)之间的联系。1860年麦克斯韦题为《对气体运动论的解释》的论文，第一次提出了统计力学的基本思想。1867年麦克斯韦引入了“统计力学”这个术语[9]。1898年玻耳兹曼(LudwigEdwardBoltzmann1844--1906)完成的《气体理论讲义》，为20世纪近代统计力学的发展奠定了的基础[10]。1902年吉

7、布斯(JosiahWillardGibbs1839—1903)发表《统计力学》一书，建立了“统计系统”(StatisticalEnsemble)概念，提出了一种全新的研究视点，给统计力学的研究带开辟了一个新的天地[10]。1924年量子力学的出现，所用的统计方法也随之有了新的发展，产生了类似费米一狄拉克统计等的新统计方法[11-14]。随着时间的流逝，麦克斯韦所开创的事业得到了迅速的发展。近几年计算机科学的快速发展极大的促进了统计力学的发展，出现的很多新的统计方法，完善了统计热力学知识体系[15]。统计热力学是统计力学的一个重要分支,近些年随着统

8、计力学的发展也得到了很大发展。2.2统计热力学取得的成果2.2.1用统计热力学的观点推导气体的热力学性质对单原子气体，双原子气体，线性多