平衡態(tài)統(tǒng)計物理

1、平衡態(tài)統(tǒng)計物理平衡態(tài)宏觀物性的微觀理論闡明熱運動規(guī)律的統(tǒng)計意義平衡態(tài)給定宏觀條件下，系統(tǒng)微觀狀態(tài)數(shù)最大的宏觀態(tài)系統(tǒng)自發(fā)地向微觀狀態(tài)數(shù)大的宏觀態(tài)過渡。原因？非平衡態(tài)輸運現(xiàn)象熱傳導(dǎo)能量輸運能量流密度導(dǎo)熱系數(shù)溫度電導(dǎo)電荷輸運電流密度電導(dǎo)率電勢非平衡態(tài)統(tǒng)計物理目的：1對系統(tǒng)自發(fā)趨向平衡態(tài)的不可逆性提供統(tǒng)計詮釋，從微觀層次更深刻地認(rèn)識熱運動規(guī)律；2揭示非平衡態(tài)輸運現(xiàn)象的微觀機(jī)理，將輸運系數(shù)與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)相聯(lián)系。粘滯動量輸運為何流正比于力？如何理論上確定輸運系數(shù)？擴(kuò)散物質(zhì)輸運質(zhì)量流密度擴(kuò)散系數(shù)密度動量流密度正比于宏觀速度負(fù)梯度 第六章 非平衡態(tài)統(tǒng)計初步宏觀量是相應(yīng)微觀量的統(tǒng)計平均值。統(tǒng)計的關(guān)鍵分布函數(shù)平衡

2、態(tài)空間中單位體積元內(nèi)的分子數(shù)無外場的均勻系統(tǒng)非平衡態(tài)隨空間和時間變化分布函數(shù)的運動方程玻耳茲曼方程弛豫時間近似 時刻 內(nèi)的相點數(shù)（分子數(shù)）6.1 玻耳茲曼方程的弛豫時間近似相點的運動，引起分布函數(shù)變化。空間相點運動速度1外場作用下分子的“漂移”2分子的“碰撞”單位質(zhì)量外力漂移變化：大量相點的流動相流相流密度流體連續(xù)性方程體密度流密度相點體密度坐標(biāo)重力和電磁力滿足相流連續(xù)性方程碰撞變化：分子頻繁碰撞建立局域平衡。局域平衡分布函數(shù)弛豫時間近似弛豫時間大致度量建立局域平衡所需時間。局域平衡恢復(fù)速率正比于偏離。弛豫時間近似下的玻耳茲曼方程穩(wěn)恒態(tài)漂移變化和碰撞變化抵消，分布穩(wěn)定。6.2 氣體的粘滯現(xiàn)象沿

3、 正向的動量（ 分量）流密度兩側(cè)分子具有不同的平均動量，穿過平面到達(dá)另一側(cè)時，導(dǎo)致凈的動量輸運。負(fù)方氣體通過單位面積對正方氣體的作用力粘滯力單位時間內(nèi)，通過單位面積的速度為 的分子位于一柱體內(nèi)。由負(fù)方進(jìn)入正方柱體體積由正方進(jìn)入負(fù)方粘滯系數(shù)由負(fù)方向正方輸運的動量流密度由正方向負(fù)方輸運的動量流密度沿 正向的凈動量流密度宏觀動量流的統(tǒng)計表達(dá)式由負(fù)方進(jìn)入正方由正方進(jìn)入負(fù)方單位時間內(nèi)，通過單位面積的速度在 范圍內(nèi)的分子數(shù)均勻平衡態(tài)分布流速均勻的氣體內(nèi)部無粘滯力。局域平衡分布穩(wěn)恒態(tài)小量情形小量小量粘滯系數(shù)在弛豫時間近似下的統(tǒng)計表達(dá)式由溫度決定，與壓強(qiáng)無關(guān)。單位時間內(nèi)的分子平均碰撞次數(shù)兩次連續(xù)碰撞的平均時間間隔初級輸運理論結(jié)果平均自由程6.3 金屬電導(dǎo)率歐姆定律電導(dǎo)率 統(tǒng)計單位時間內(nèi)通過單位截面的凈平均電子數(shù)單位體積內(nèi)動量為 的一個量子態(tài)上的平均電子數(shù)單位時間內(nèi)，通過單位面積的速度在 范圍內(nèi)的電子數(shù)由負(fù)方進(jìn)入正方由正方進(jìn)入負(fù)方單位時間內(nèi)通過單位截面的凈平均