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硕士研究生入学考试大纲
复试考试科目名称：热力学统计物理
一、考查目标
要求考生系统掌握《热力学与统计物理》的基本概念、基本理论和基本方法。掌握由大量粒子构成的系统的统计规律性，并掌握分析这类系统的有效方法。要求考生掌握系统微观运动状态的描述方法，并具有一定的抽象思维能力和逻辑思维能力。考生要能够理解热力学规律与统计物理的联系及相应物理意义，熟悉其实际应用，并具有综合运用所学知识进行分析问题和解决问题的能力。
二、考试内容
(1) 热力学的基本规律
热平衡定律，物态方程；热力学第一定律；热力学第二定律；热力学第三定律；卡诺定理；克劳修斯等式和不等式；熵增加原理的应用。
(2) 均匀物质的热力学性质
麦氏关系的应用；气体的节流过程和绝热膨胀过程；基本热力学函数的确定；特性函数；热辐射的热力学。
(3) 单元系的相变
平衡稳定性条件；开系的热力学基本方程；单元系的复相平衡条件；单元复相系的平衡性质；汽液相变；相变的分类。
(4) 多元系的复相平衡和化学平衡
多元系的热力学基本方程；多元系的复相平衡条件；吉布斯相律；热力学第三定律。
(5) 近独立粒子的最概然分布
等概率原理；玻耳兹曼分布；玻色分布；费米分布；三种分布的关系。
(6) 玻耳兹曼统计
热力学量的统计表达式；麦克斯韦速度分布律；能量均分定理；理想气体的熵及热力学性质；固体热容量的爱因斯坦理论。
(7) 玻色统计和费米统计
热力学量的统计表达式；玻色-爱因斯坦凝聚；光子气体；金属中的自由电子气体。
(8) 系综理论
刘维尔定理；微正则分布及其热力学公式；正则分布及其热力学公式；巨正则分布及其热力学公式；实际气体的物态方程；固体的热容。
三、考查要求
(1) 热力学的基本规律
深入理解并掌握温度，功，熵，焓，自由能，吉布斯函数等概念。深入理解并掌握热平衡定律，热力学第一定律，热力学第二定律，热力学第三定律，卡诺定理，克劳修斯等式和不等式，热力学基本方程及熵增加原理的应用。熟练掌握理想气体的热力学性质。简单了解固体、液体及顺磁性固体的物态方程。
(2) 均匀物质的热力学性质
深入理解并掌握麦氏关系。熟练掌握气体的节流过程和绝热膨胀过程。理解并掌握基本热力学函数的一般表达式，特性函数。掌握热辐射的热力学性质。了解获得低温的方法。
(3) 单元系的相变
深入理解并掌握平衡稳定性条件，单元复相系的平衡条件。熟练掌握开系的热力学基本方程。理解并掌握汽液相变，相变的分类。熟练掌握克拉柏龙方程的应用。理解并掌握流体系统的平衡稳定性条件。了解临界现象和临界指数。
(4) 多元系的复相平衡和化学平衡
理解并掌握多元系的热力学基本方程，多元系的复相平衡条件。掌握混合理想气体的热力学函数及化学平衡。理解并掌握吉布斯相律。熟练掌握热力学第三定律。
(5) 近独立粒子的最概然分布
深入理解并掌握系统微观运动状态的描述，微观状态数，等概率原理。熟练掌握玻耳兹曼分布，玻色分布，费米分布。理解上述三种分布的关系。
(6) 玻耳兹曼统计
深入理解并掌握玻耳兹曼分布的热力学量的统计表达式。麦克斯韦速度分布律，能量均分定理。熟练掌握理想气体的热力学性质及各热力学量的变换关系。掌握固体热容量的爱因斯坦理论。
(7) 玻色统计和费米统计
深入理解并掌握玻色分布和费米分布的热力学量的统计表达式。理解玻色-爱因斯坦凝聚，光子气体，金属中的自由电子气体的概念及各热力学量的计算。
(8) 系综理论
深入理解并掌握微正则分布，正则分布，巨正则分布及其热力学表达式。理解并掌握刘维尔定理。理解实际气体的物态方程，能够分析固体的热容。
四、试卷结构
试卷包含以下几类题型：
名词解释 共4题，每题2分，合计8分；
简答题 共4题，每题3分，合计12分；
证明题 共1题，每题3分，合计3分；
计算题 共3题，每题9分，合计27分。
五、参考书目
1.《热力学·统计物理》（第五版），汪志诚，高等教育出版社，2013年。
2.《热力学与统计物理学简明教程》，包景东，高等教育出版社，2011年。
3.《热学 热力学与统计物理（上、下册）》（第二版），周子舫，曹烈兆，科学出版社，2014年。
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