第十一章统计热力学初步§11-1粒子各运动形式的能级及能级的简并度§11-2能级分布的微态数及系统的总微态数§11-3最概然分布与平衡分布§11-4玻耳兹曼分布§11-5粒子配分函数的计算第十一章统计热力学初步§11-6系统的热力学能与配分函数的关系§11-7系统的摩尔定容热容与配分函数的关系§11-8系统的熵与配分函数的关系§11-9其它热力学函数与配分函数的关系§11-10理想气体反应的标准平衡常数P458~P461:9.1、9.2、9.3、9.5、9.6、9.7、9.8、9.10、9.11、9.17、9.18、9.19、9.20、9.23思考题:本章基本要求•了解统计热力学的基本假设;•了解粒子的运动形式、能级分布与状态分布;•了解分布的微态数及系统总的微态数;•了解最概然分布及平衡分布;•理解玻耳兹曼分布的意义及应用;•理解配分函数的意义及计算;•理解热力学函数与配分函数的关系。一、物理化学的几种研究方法热力学方法宏观方法量子力学方法微观方法统计热力学方法从微观到宏观的方法本章使用经典的统计方法修正的玻耳兹曼方法引言二、统计热力学的研究对象统计热力学从粒子的微观性质及结构数据出发,以粒子遵循的力学定律为理论基础;用统计的方法推求大量粒子运动的统计平均结果,以得出平衡系统各种宏观性质的数值。含有大量粒子的宏观系统粒子(简称为子)分子、原子、离子的统称三、统计系统的分类1、按粒子的运动情况不同粒子处于混乱,无固定位置,无法彼此分辨如气体、液体粒子有固定平衡位置,可加编号区分,如固体•离域子系统(全同粒子系统):•定域子系统(可辨粒子系统):2、按粒子间的相互作用情况不同•独立子系统:•相依子系统:粒子间相互作用可忽略,如理想气体粒子间相互作用不能忽略如真实气体、液体等§11-1粒子各运动形式的能级及能级的简并度粒子的运动形式:平动、转动、振动、电子运动、核运动=t+r+v+e+n粒子的能量:解Schrödinger方程得到能级的简并度(统计权重):某一能级所对应的不同量子态的数目一、三维平动子)cnbnan(8mhε22z22y22x2t能级公式:h普朗克常数,值为6.62610-34Jsm粒子质量a,b,c矩形箱(容器)的边长nx,ny,nz量子数,为正整数取值)nn(n8mVhε2z2y2x2/32t立方箱:基态能级:1g8mV3hεt02/32t0第一激发能级:第二激发能级:3g8mV6hεt12/32t13g8mV9hεt22/32t2二、刚性转子1)J(JI8πhε22r能级公式:简并度:gr=2J+1I转动惯量,I=R02,折合质量,R0分子的平...