令Q=-ΔH代表等温等压下化学反应过程所放出的热量,由
求积分即得
(i)利用原书公式(4.7.6)
在保持压强不变下求积分,证明
(ii)已知在于T≈0时,非金属固体有Cp=αT3,金属固体有Cp=βT(α,β为常数).试证明Q与A两个量与T构成的函数关系曲线在T≈0时位于公共水平切线不同的两侧,数学上就是要证明在T≈0时有
其中b为正常数.
注意两个分布的参数α与α'不同,但β相同.
提示:由于两个系统彼此独立,与分布{aλ}和对应的整个系统的微观态数Wtotal等于两个系统相应的微观态数W({aλ})与的乘积,即
Wtotal=W({aλ})·.
又由于N与N'分别固定,但E+E'固定,因而约束条件应为
δN=0; δN'=0; δE+δE'=0.
最后一个约束条件决定了只有一个拉格朗日乘子β.
顺便指出,根据热力学,两个相互热接触达到平衡的系统必有相同的温度,故β必是温度的普适函数(“普适”是指与系统的具体性质无关.当然这里还不够普遍,只限于近独立的定域子系证明的,由正则系综出发可以更普遍地证明).
设(X,,μ)是Borel测度空间,μ是σ-有限的正则的正测度,g是X上的可测函数,证明:
利用质速关系、质能关系和动量的一般表达式,证明物体的总能量E和动量p满足如下关系式
E2=(m0c2)2+(pc)2