Sunday, May 11, 2014

"热力学极限正则系综", 真实分子相互作用势可近似简化为硬核势,所以有限系统的巨正则配分函数是一个以逸度为变量的多项式，其根为负的或复共轭的


王先智 教授
理论物理及其交叉科学研究所
非平衡态热力学和统计物理，玻色-爱因斯坦凝聚
物理楼 1208
xzwang@sjtu.edu.cn
1.人类对气-液相变的认识，不算早期历史，只从1869年Andrews发现临界点和1873 年van der Waals 提出著名状态方程算起，已经有一百多年历史。统计物理建立后，人们期望从配分函数能得出相变。众所周知，有限系统的配分函数是解析函数，不存在奇点，因而 不会有相变发生。只有在热力学极限下，配分函数才会出现奇点，系统产生相变。但是真实气体的配分函数是得不到的，如何解释气体的凝聚是统计物理未解决的最 困难问题之一。1952年杨振宁和李政道提出了著名的相变理论（C.N.Yang and T.D.Lee,Physical Review 87,404，410(1952)）。他们观察到，真实分子相互作用势可近似简化为硬核势,所以有限系统的巨正则配分函数是一个以逸度为变量的多项式，其根为负的或复共轭的。他们证明，在热力学极限下如果根分布趋近于正实轴，巨正则配分函数出现奇点，系统有相变发生。2002年，我观察到，分子数为有限的流体的正则配分函数是一个多项式，完全由其根决定。在热力学极限下，如果其根分布趋近于正实轴，正则配分函数有奇点出现，流体有相变发生。这样我将杨-李 相变理论从巨正则系综推广至正则系综，提出了流体的相变理论（X.Z.Wang,Physical Review E 66,056102(2002)）。将此理论应用于气-液相变，提出了气-液相变出现的判据：气-液相变的临界温度由集团积分的第一零点组成的序列的极限所决定（X. Z. Wang, Journal of Chemical Physics 123, 054504(2005)）。
2. 硬球流体是具有液-固相变的最简单模型。流体中分子可以交换位置，固体中则不能。利用此性质和平均场近似，我提出了其冻结相变的平均场笼子理论，与实验结果和计算机模拟结果非常符合（X.Z.Wang, Journal of Chemical Physics 122,044515 (2005)）。


系综理论的讨论及运用系综理论的方法讨论热力学问题

sp.phy.ccnu.edu.cn/homework/student_paper/e.htm

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在量子统计的经典极限下,对于由个全同非定域粒子组成的系统,在Γ空间的能量壳层中的微观态数为. Ω= . 确定系综的概率是系综理论的关键，微正则系综的 ...

  • 系综小结 - 统计物理

    sp.phy.ccnu.edu.cn/homework//student_paper/c.htm

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    微正则系统对应于孤立系，有大量处于平衡态的孤立系统组成的系综，其平衡态 ... 组成三种系综的系统所处的宏观条件有原则上的区别，但在热力学极限下用三种系综 ...
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    微正则系综的临界指数 - 中国科学杂志社

    phys.scichina.com:8083/sciG/.../downloadArticleFile.do?...

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    摘要我们研究了长程Blume-Emery-Griffiths 模型在微正则系综下的热力学量, 发现在一级相变附近不仅 ... 计物理认为在热力学极限下微正则系综与正则系综.

  • 正则系综和微正则系综- 物理- 小木虫- 学术科研第一站

    emuch.net › 物理

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    2013年5月31日 - 9 篇文章 - ‎4 位作者
    还有就是在统计物理中，似乎都只是推导了正则系综的热力学函数， ... 到一种关于系综的说法“无论正则系综还是微正则系综，再热量学极限下，平衡 ...

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    虽然“不连续”相变只存在于热力学极限下,但是有限体系正如实验观测的会出现相变的先兆。本文主要是采用正则系综研究粒子数有限的理想和弱相互作用气体的 ...

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    zh.wikipedia.org/zh-hk/等温等压系综

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    Landauer 原理预言了计算的物理极限的存在 ... 通过一个热力学循环不可能从一个单一热源 提取能量做功， 而不对外界产生影响。 ... 正则系综. 统计物理基础. 平衡态情况. 等几率假说. 对应于相同的宏观量（能量E)的 微观态中每个态出现的几率相等. E.


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