利用变分法近似求解重力场中理想气体的热力学量

计算重力场中的理想气体的热力学量是统计物理教学中的一个重要问题。将重力场中的气柱近似地分为上下两部分，上部没有气体分子而气体分子均匀地分布于下部，通过对自由能的变分得到上下两部分的分界面，进而可以近似求解该系统的热力学量。