熱學(xué) 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理（上冊）

內(nèi)容概要

　　本書分上、下冊，包括溫度、熱力學(xué)三定律及熱力學(xué)函數(shù)的應(yīng)用，相變及非平衡熱力學(xué)。同時把氣體運(yùn)動論作為統(tǒng)計(jì)物理的初步介紹。本書分上、下冊，包括普通物理的“熱學(xué)”部分和四大力學(xué)的“熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理”的主要內(nèi)容，在內(nèi)容取舍上，避免重復(fù)，以滿足教學(xué)學(xué)時縮短的需要。

書籍目錄

叢書序
前言
第1章　熱力學(xué)平衡態(tài)溫度
1.1　熱現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)和熱力學(xué)研究方法
1.2　熱力學(xué)平衡態(tài)狀態(tài)變量
1.3　熱力學(xué)第零定律溫度
1.4　物態(tài)方程
1.5　溫標(biāo)
1.5.1　熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)
1.5.2　國際溫標(biāo)
1.6　實(shí)用溫度計(jì)
1.6.1　氣體溫度計(jì)
1.6.2　蒸氣壓溫度計(jì)
1.6.3　電阻溫度計(jì)
1.6.4　電容溫度計(jì)
1.6.5　熱電偶溫度計(jì)
1.6.6　光學(xué)高溫計(jì)
第2章　熱力學(xué)第一定律內(nèi)能
2.1　系統(tǒng)狀態(tài)隨時間的變化過程
2.2　熱力學(xué)第一定律內(nèi)能
2.3　準(zhǔn)靜態(tài)過程功
2.4　熱容量焓
2.5　熱量傳遞的三種方式
2.6　理想氣體的內(nèi)能做功和吸熱
2.7　卡諾（Camot）循環(huán)
2.8　熱機(jī)和制冷機(jī)
2.8.1　斯特林（Stirling）循環(huán)
2.8.2　埃里克松（Ericsson）循環(huán)和磁制冷機(jī)
2.8.3　熱聲發(fā)動機(jī)和熱聲制冷機(jī)
第3章　熱力學(xué)第二定律熵
3.1　不可逆過程
3.2　熱力學(xué)第二定律
3.3　卡諾定理
3.4　熱力學(xué)溫標(biāo)
3.5　態(tài)函數(shù)——熵
3.6　熵流和熵產(chǎn)生
3.7　特殊情況下的熵產(chǎn)生計(jì)算
第4章　熱力學(xué)函數(shù)和應(yīng)用熱力學(xué)第三定律
4.1　引言
4.2　勒讓德（Legendre）變換
4.3　麥克斯韋關(guān)系
4.4　特性函數(shù)
4.5　熱力學(xué)第三定律
4.6　流體的節(jié)流制冷
4.7　流體的絕熱膨脹或壓縮
4.7.1 氣體的絕熱膨脹制冷
4.7.2 液體4He和液體3He減壓降溫
4.7.3 液體3He絕熱固化
4.7.4 3He-4He稀釋制冷機(jī)
4.8　順磁體的絕熱去磁
4.8.1　順磁鹽絕熱去磁
4.8.2 核去磁
4.9 負(fù)溫度的獲得
4.10　比熱容Cy和Cx
4.11　表面能
4.12　黑體輻射和輻射傳熱
4.13　滲透壓
第5章　相變（Ⅰ）
5.1　物質(zhì)的三態(tài)——?dú)怏w、液體和固體
5.2　固體的性質(zhì)
5.3　液體的性質(zhì)
5.4　液晶　液晶顯示
5.4.1　液晶的結(jié)構(gòu)和液晶相的分類
5.4.2　液晶顯示
5.5　物質(zhì)的氣、液、固相變
5.6　平衡判據(jù)
5.7　相平衡條件化學(xué)勢
5.8　克拉珀龍（Clapeyron）方程
第6章　相變（Ⅱ）
6.1　相圖和相變分類
6.2　相變現(xiàn)象
6.3　過冷過熱現(xiàn)象
6.4　朗道（Landau）二級相變理論
6.5　臨界現(xiàn)象——臨界指數(shù)和標(biāo)度律
第7章　多元系復(fù)相平衡和化學(xué)平衡
7.1　粒子數(shù)可變體系
7.2　多元系復(fù)相平衡條件
7.3　吉布斯相律
7.4　化學(xué)平衡
第8章　非平衡熱力學(xué)（輸運(yùn)現(xiàn)象）非平衡態(tài)相變
8.1　輸運(yùn)現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律
8.2　基本假設(shè)
8.3　熵密度產(chǎn)生率diS/dt和昂薩格關(guān)系
8.4　電動效應(yīng)
8.5　熱電效應(yīng)
8.6　非平衡態(tài)相變
第9章　氣體動理論（Ⅰ）
9.1　壓強(qiáng)
9.2　溫度
9.3　范德瓦耳斯方程
9.4　麥克斯韋速度分布律
9.5　玻爾茲曼分布
9.6　能量均分定理
9.7　在玻色一愛因斯坦凝聚實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
9.8　氣體熱容量
第10章　氣體動理論（Ⅱ）
10.1　平均自由程
10.2　擴(kuò)散
10.3　熱傳導(dǎo)
10.4　黏滯系數(shù)
10.5　輸運(yùn)系數(shù)之間的關(guān)系
習(xí)題與答案
參考書目
附錄1　中英文人名對照
附錄2　基本物理常量
附錄3　積分公式
名詞索引
學(xué)時分配與習(xí)題安排的參考意見

章節(jié)摘錄

第1章　熱力學(xué)平衡態(tài)溫度1.1　熱現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)和熱力學(xué)研究方法物體的冷熱程度用物理量“溫度”來表示，物體的物理性質(zhì)隨溫度的變化稱熱現(xiàn)象。研究熱現(xiàn)象有兩種方法，即熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理的方法。熱力學(xué)是宏觀理論，它以實(shí)驗(yàn)上總結(jié)出的三個實(shí)驗(yàn)定律（熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律和熱力學(xué)第三定律）為基礎(chǔ)，研究物體的熱現(xiàn)象，可得到物體宏觀物理量之間的關(guān)系，并可討論物理過程進(jìn)行的方向。從熱力學(xué)得到的結(jié)果是可靠的和普遍的，對一切物體都適用，它的缺點(diǎn)是不考慮物體的具體結(jié)構(gòu)，因而不能給出某物質(zhì)的具體性質(zhì)，同時對漲落現(xiàn)象也不能給出解釋。統(tǒng)計(jì)物理是微觀理論，它從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，即物體由分子、原子或離子組成，并從這些粒子的運(yùn)動和它們之間的相互作用，用統(tǒng)計(jì)的方法得到物體的宏觀性質(zhì)（熱性質(zhì)），但對具體物體的微觀結(jié)構(gòu)在計(jì)算中要作簡化假定，得到的結(jié)果是近似的，必須與實(shí)驗(yàn)作比較。所以兩種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，兩者是相輔相成的。任何物體都由大量的分子、原子組成，如稀薄的氣體在標(biāo)準(zhǔn)情況下每立方厘米有2.7×1019個分子，在液體和固體中，每立方厘米有1022個粒子。每個粒子（原子、分子或離子）都處于連續(xù)不斷的無規(guī)則的運(yùn)動中，此運(yùn)動稱為分子的熱運(yùn)動。熱運(yùn)動與溫度有關(guān)，溫度越高分子的熱運(yùn)動越劇烈，平動動能越大。布朗運(yùn)動（微小的懸浮粒子在液體中的隨機(jī)運(yùn)動）和擴(kuò)散現(xiàn)象都是此觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。如果我們假設(shè)物體中的每個粒子都遵守牛頓第二定律，解出每個粒子的運(yùn)動方程，然后來求出物體的宏觀性質(zhì)，如比熱容或熱導(dǎo)率，實(shí)際上這是不可能的。那么多方程靠現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)無法完成，以后計(jì)算機(jī)發(fā)展了是否可能？但這還不是原則上的困難，根本的困難在于力學(xué)規(guī)律是可逆的，而熱學(xué)規(guī)律是不可逆的，如何從可逆的規(guī)律導(dǎo)出不可逆的規(guī)律？由大量微觀粒子組成的系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)，只能基于力學(xué)規(guī)律，借助于統(tǒng)計(jì)方法來研究。把概率論用于被研究的系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)模型，基于等概率原理，能用統(tǒng)計(jì)方法求出宏觀物理量的平均值，如氣體的分子熱運(yùn)動速度的平均值或能量的平均值、固體的比熱容等，并能對熱力學(xué)三個定律給出統(tǒng)計(jì)解釋，對漲落現(xiàn)象也給出合理的解釋。

編輯推薦

《熱學(xué)·熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理(上冊)》適合物理類學(xué)生以及其他需要物理知識較多的非物理專業(yè)的學(xué)生使用。

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