结构推理
(1)A和B为Einstein晶体,各有100个原子,均处于0 K,问A和B两体系的W总 和S总为多少?
(2) 激发一个A原子需能量6.6×10-22 J,激发一个B原子需13.2×10-22 J,现把13.2×10-22 J 能量加入A和B体系,问WA,SA和WB,SB各为多少?
(3) 两体系的温度为多少?
【正确答案】(1)W总=WAWB= 1×1= 1
S总= SA+SB= 0 +0= 0
(2) A体系： n0=99 n1=0 n2=1 W1=100
n0=98 n1=2 n2=0 W2=4950
WA=W1+W2= 5050
SA=klnWA=1.38×10-23×ln5050=11.77×10-23 J·K-1·mol-1
B体系: n0=99 n1=1 WB=100
SB=klnWB=6.36×10-23J·K-1·mol-1
(3) (?S/?U) V = 1/T 即 (ΔS/ΔU)V = 1/T
ln(W终/W始) /ΔU = 1/(kT)
A体系： ln5050 / (13.2×10-22) = 1/(1.38×10-23TA)
TA= 11.2 K
B体系： ln100 / (13.2×10-22) = 1/(1.38×10-23TB)
TB= 20.77 K
【答案解析】