本章从“温度”这一最基本的概念出发,先建立宏观的热力学语言(平衡态、状态参量、温标、状态方程), 再转入微观的分子运动论图像(分子模型、统计假设、压强与温度的统计解释), 最后用统计方法推出平衡态下的玻尔兹曼分布与麦克斯韦速率分布律。
学完本章,应当能够回答四个问题:
§12-1 温度 | §12-2 理想气体的压强和温度的微观解释
从热学的研究对象与方法讲起,依次建立平衡态、状态参量、热力学第零定律与各种温标, 得到理想气体状态方程;随后从分子运动论的三条基本观点出发,推导理想气体压强公式, 给出温度与分子平均平动动能的关系。
§12-2 速率分布函数 | §12-3 平衡态的经典统计分布
以伽尔顿板实验引入统计规律与涨落,定义速率分布函数;随后用“薪水游戏”和“最大状态数” 两条线索,通过拉格朗日乘数法推出玻尔兹曼分布,得到熵 S = k ln Ω; 最后给出麦克斯韦-玻尔兹曼速率分布律、三种统计速率、实验验证与典型例题。
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