線性和非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)進展和應(yīng)用

內(nèi)容概要

在科學(xué)發(fā)展中，非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)已經(jīng)成為非線性科學(xué)的理論基礎(chǔ)。圍繞這樣一個議題，本書共分為四部分，包括不可逆過程熱力學(xué)及其應(yīng)用，非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)（耗散結(jié)構(gòu)），混沌簡介和分形理論及其應(yīng)用，共13章，對非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)的基本理論和應(yīng)用進行了介紹。     本書首先介紹了線性非平衡態(tài)熱力學(xué)及其應(yīng)用，繼而從遠離平衡條件下的、由體系中非平衡過程的作用自發(fā)產(chǎn)生的各種時空有序結(jié)構(gòu)的化學(xué)振蕩、混沌等普遍現(xiàn)象進行展開，介紹非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)及其應(yīng)用。然后簡明地介紹了熱力學(xué)穩(wěn)定性理論和非線性動力學(xué)相結(jié)合的分析方法，以及應(yīng)用這種方法所得到的具體穩(wěn)定性判據(jù)和產(chǎn)生耗散結(jié)構(gòu)的具體條件。最后介紹已成為非線性科學(xué)重要組成部分的分形理論及其應(yīng)用，并延伸到分形介質(zhì)動力學(xué)。將這些有內(nèi)在聯(lián)系的交叉學(xué)科融為一體進行介紹，是因為這些學(xué)科在化學(xué)、化工及材料科學(xué)中有廣泛的應(yīng)用,而且它將推動和指導(dǎo)著化學(xué)、化工和材料科學(xué)研究的發(fā)展方向。     本書略去非線性熱力學(xué)理論中復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，重在對該領(lǐng)域的基本概念、基礎(chǔ)理論和相互關(guān)系進行入門介紹，并通過大量實例來闡明其在化學(xué)、化工和材料領(lǐng)域中的應(yīng)用，使比較深奧的非線性熱力學(xué)理論變得易于理解和掌握。全書編排緊湊，內(nèi)容豐富，可作為理工學(xué)科研究生和高年級學(xué)生學(xué)習(xí)這些前沿內(nèi)容的教材，也可供工程技術(shù)研究人員參考。

書籍目錄

第1篇 線性非平衡態(tài)熱力學(xué)及其應(yīng)用簡介  第1章 不可逆過程熱力學(xué)的基本定律和基本方法    1.1 不可逆過程熱力學(xué)中第二定律的數(shù)學(xué)式和熵的導(dǎo)出    1.2 不可逆過程的例子——體系內(nèi)熱傳導(dǎo)過程    1.3 不可逆過程熱力學(xué)的中心假設(shè)——局部平衡假設(shè)    1.4 化學(xué)反應(yīng)進度和反應(yīng)親合(和)勢    1.5 線性規(guī)律——力和流的關(guān)系    1.6 唯象方程    1.7 熱力學(xué)第二定律加在干涉系數(shù)上的某些限制    1.8 空間對稱性限制——居里(Curie)原理    1.9 時間對稱性的限制——昂色格倒易關(guān)系    1.10 最小熵產(chǎn)生原理和定態(tài)穩(wěn)定性  第2章 不可逆過程熱力學(xué)的應(yīng)用    2.1 化學(xué)反應(yīng)中的耦合(同時)反應(yīng)    2.2 擴散與化學(xué)反應(yīng)的定態(tài)耦合    2.3 溶液體系中的索瑞效應(yīng)和杜伏效應(yīng)    2.4 線性動電耦合現(xiàn)象    2.5 線性熱電耦合現(xiàn)象    2.6 熱電耦合現(xiàn)象的應(yīng)用    2.7 電解過程的近似線性區(qū)    2.8 熱電池中的熱電效應(yīng)    2.9 熱離子發(fā)電    2.10 線性熱機械(力)耦合現(xiàn)象  小結(jié)  參考文獻第2篇 非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)(耗散結(jié)構(gòu))簡介  第3章 非平衡系統(tǒng)的自組織現(xiàn)象    3.1 貝納(Benard)對流不穩(wěn)定問題    3.2 激光器    3.3 生物種群平衡(守恒振蕩)    3.4 化學(xué)振蕩(生物鐘)  第4章 耗散結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展過程    4.1 熱力學(xué)第二定律    4.2 非平衡是有序之源  第5章 非線性非平衡態(tài)熱力學(xué)的主要研究成果    5.1 李雅普諾夫穩(wěn)定性理論    5.2 非線性區(qū)熵產(chǎn)生的時間變化率    5.3 非平衡定態(tài)的穩(wěn)定性和耗散結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的可能性  第6章 動力學(xué)穩(wěn)定性分析和分支現(xiàn)象    6.1 反應(yīng)一擴散方程    6.2 線性穩(wěn)定性分析方法    6.3 奇異點分類和極限環(huán)    6.4 分支現(xiàn)象概述  第7章 化學(xué)振蕩    7.1 Belousov-Zhabotinsky反應(yīng)機理    7.2 B-Z反應(yīng)產(chǎn)生的條件    7.3 化學(xué)多定態(tài)及化學(xué)滯后現(xiàn)象    7.4 化學(xué)振蕩反應(yīng)在化工中的應(yīng)用  參考文獻第3篇 混沌簡介  第8章 混沌現(xiàn)象    8.1 混沌的最早實例——洛倫茲吸引子    8.2 洛倫茲吸引子的形成及特性    8.3 混沌模型    8.4 倍周期分叉走向混沌  第9章 化學(xué)混沌    9.1 B-Z反應(yīng)系統(tǒng)中的化學(xué)混沌    9.2 電化學(xué)系統(tǒng)中的化學(xué)混沌    9.3 表面催化反應(yīng)中的化學(xué)混沌    9.4 化學(xué)混沌的機理理論模型和控制  參考文獻第4篇 分形理論及應(yīng)用簡介  第10章 分形理論簡介    10.1 分形概念的提出    10.2 自相似性與標(biāo)度不變性    10.3 分形(分形維數(shù))  第11章 分形在多相催化中的應(yīng)用    11.1 固體催化劑活性表面上的反應(yīng)    11.2 分形在材料科學(xué)中的應(yīng)用    11.3 分形凝聚模型的建立及應(yīng)用  第12章 分形介質(zhì)上的化學(xué)動力學(xué)簡介    12.1 分形滲流(逾滲)模型    12.2 分形介質(zhì)的反常擴散系數(shù)    12.3 分形子譜維數(shù)    12.4 分形介質(zhì)反常的反應(yīng)速率系數(shù)    12.5 記憶效應(yīng)和分數(shù)反應(yīng)級數(shù)  第13章 表面催化反應(yīng)中的多重分形    13.1 多重分布的概念    13.2 分形表面上反應(yīng)概率分布的多重分形    13.3 分形表面上反應(yīng)選擇性分布的多重分形參考文獻

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