熱力學(xué)系統(tǒng)理論

內(nèi)容概要

《熱力學(xué)系統(tǒng)理論》是作者在吉林大學(xué)物理學(xué)院教授“熱力學(xué)與統(tǒng)計物理”課程的講義.全書內(nèi)容包括平衡態(tài)理論部分——宏觀熱力學(xué)和統(tǒng)計熱力學(xué)、非平衡態(tài)理論和磁介質(zhì)熱力學(xué)與低溫四部分，共十六章.書中第一部分以精練語言闡述了可逆過程熱力學(xué)，并兼顧了近代統(tǒng)計物理理論的學(xué)術(shù)思想；以此作為第二部分內(nèi)容的基礎(chǔ)而引入《熱力學(xué)系統(tǒng)理論》主要內(nèi)容——熱力學(xué)平衡態(tài)統(tǒng)計理論.第三部分講授非平衡態(tài)理論，它包括近平衡不可逆過程熱力學(xué)與非平衡態(tài)統(tǒng)計.第四部分講授熱力學(xué)與統(tǒng)計熱力學(xué)的應(yīng)用，即熱物理學(xué)說在磁介質(zhì)與低溫領(lǐng)域里的應(yīng)用和發(fā)展.
本講義便于教師按學(xué)生的不同專業(yè)方向而取舍所要講授的內(nèi)容.它可作為物理學(xué)科高年級大學(xué)生、理工科專業(yè)研究生及教師參考用書；也可供與熱物理學(xué)理論有關(guān)的工程技術(shù)人員和化學(xué)系學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程的參考書籍.本教材配習(xí)題解答和課件光盤供教師使用.

書籍目錄

緒論0.1 熱現(xiàn)象與熱物理學(xué)0.2 經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計熱力學(xué)0.3 熱能、能量轉(zhuǎn)換與應(yīng)用0.4 非平衡態(tài)熱力學(xué)第一部 宏觀熱力學(xué)第1章 熱力學(xué)的基本函數(shù)1.1 熱與熱量函數(shù)1.2 熱力學(xué)溫度函數(shù)1.3 狀態(tài)函數(shù)1.4 理想氣體的熱力學(xué)函數(shù)1.5 熱力學(xué)第二定律1.6 熵和熱力學(xué)基本方程習(xí)題第2章 熱力學(xué)函數(shù)關(guān)系2.1 狀態(tài)函數(shù)的全微分及麥克斯韋關(guān)系2.2 輻射熱力學(xué)理論2.3 燃料電池?zé)崃W(xué)習(xí)題第3章 單元系的相變3.1 熱動平衡判據(jù)3.2 開放系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程3.3 單元二相系及復(fù)相系的平衡條件6l3.4 單元三相系的平衡性質(zhì)3.5 表面相與液滴的形成3.6 Ehrenfest相變、分類及其方程習(xí)題第4章 多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡4.1 多元系的熱力學(xué)函數(shù)和熱力學(xué)方程4.2 多元系的復(fù)相平衡條件及其相律4.3 化學(xué)平衡4.4 理想溶液4.5 熱力學(xué)第三定律習(xí)題第二部 統(tǒng)計熱力學(xué)第5章系統(tǒng)微觀狀態(tài)的描述和分布5.1 微觀狀態(tài)及其經(jīng)典描述5.2 粒子運(yùn)動狀態(tài)的量子描述5.3 系統(tǒng)微觀運(yùn)動狀態(tài)的描述5.4 分布和微觀狀態(tài)5.5 玻爾茲曼(M.B)分布5.6 玻色分布和費(fèi)米分布習(xí)題第6章 玻爾茲曼統(tǒng)計6.1 熱力學(xué)函數(shù)的統(tǒng)計表達(dá)6.2 玻爾茲曼統(tǒng)計在氣體中的應(yīng)用6.3 能量均分定理6.4 玻爾茲曼統(tǒng)計在固體中的應(yīng)用習(xí)題第7章 玻色統(tǒng)計和費(fèi)米統(tǒng)計7.1 熱力學(xué)函數(shù)的量子統(tǒng)計表達(dá)7.2 弱簡并的理想費(fèi)米和玻色氣體7.3 玻色統(tǒng)計應(yīng)用——光子氣體的內(nèi)能和熵，7.4 玻色統(tǒng)計應(yīng)用——固體的內(nèi)能及熱容量，7.5 費(fèi)米統(tǒng)計應(yīng)用——金屬自由電子7.6 其它應(yīng)用討論習(xí)題第8章 系綜理論8.1 系綜的概念和種類8.2 系綜的數(shù)學(xué)描述8.3 微正則分布及其熱力學(xué)函數(shù)8.4 正則分布及其熱力學(xué)公式8.5 巨正則分布及其熱力學(xué)公式習(xí)題第9章 漲落理論9.1 漲落與平衡態(tài)9.2 漲落的準(zhǔn)熱力學(xué)理論9.3 布朗運(yùn)動習(xí)題第三部 非平衡態(tài)理論第10章 近平衡不可逆過程熱力學(xué)10.1 局域平衡lO.2 熵產(chǎn)生“力”，和“流”lO.3 熵密度s的增加率—drs10.4 線性與非線性不可逆過程10.5 線性不可逆過程應(yīng)用21習(xí)題第11章 遠(yuǎn)離平衡的不可逆過程11.1 非平衡系統(tǒng)在非線性區(qū)的發(fā)展判據(jù)11.2 耗散結(jié)構(gòu)11.3 混沌習(xí)題第12章 非平衡態(tài)統(tǒng)計理論12.1 分布函數(shù)及其變化12.2 分布函數(shù)漂移變化12.3 分布函數(shù)碰撞變化及玻爾茲曼積分微分方程12.4 日定理及趨向平衡12.5 簡化及線性玻爾茲曼方程12.6 線性玻爾茲曼方程的應(yīng)用習(xí)題第四部 磁介質(zhì)熱力學(xué)與低溫方法第13章 磁介質(zhì)熱力學(xué)基礎(chǔ)13.1 磁介質(zhì)13.2 磁介質(zhì)類別及其相變的分類27l13.3 鐵磁系統(tǒng)的臨界性質(zhì)和臨界指數(shù)13.4 磁介質(zhì)功13.5 朗道連續(xù)相變理論第14章 磁致冷與低溫方法14.1 制冷的基本理論方法14.2 磁介質(zhì)麥?zhǔn)详P(guān)系及磁致冷卻14.3 實(shí)際中獲得低溫的方法及核絕熱去磁致冷14.4 絕對零度不能到達(dá)原理第15章 低溫與超流理論15.1 液態(tài)3He4He與HeIHeII15.2 HeII的超流動特性15.3 HeII的聲子和旋子15.4 HeII的熱力學(xué)函數(shù)和熱容量15.5 超導(dǎo)體及基本電磁學(xué)性質(zhì)第16章 磁介質(zhì)中的統(tǒng)計理論16.1 相變問題的系綜理論方法16.2 順磁體中的玻爾茲曼統(tǒng)計16.3 布朗運(yùn)動與磁介質(zhì)低溫習(xí)題參考書目

章節(jié)摘錄

插圖：第8章 系綜理論8.1 系綜的概念和種類1.系綜概念前面講述的統(tǒng)計理論只能處理由全同粒子或近獨(dú)立粒子所組成的系統(tǒng)，處理問題時我們還要加能量恒定和粒子數(shù)恒定（除光子和聲子等氣體模型）的約束條件，它們限制了實(shí)際應(yīng)用的范圍，對于粒子間的相互作用不能忽略的體系，系統(tǒng)的能量表達(dá)式除包含單個粒子的能量外，還包含粒子間相互作用的勢能，上述理論就不能應(yīng)用?？磥恚皫渍滤v的統(tǒng)計物理實(shí)際上是一般理論的一種特定情況。在前面，我們先討論這種特定情況是因?yàn)閷τ谀切┐罅康?、重要的?shí)際問題，它們能作出直接的、方便的分析和應(yīng)用，除此以外，它也提供了一種簡單的理論和科學(xué)發(fā)展觀的思維方法；是一個合理的教與學(xué)的方式，為了建立更普遍的理論，為了克服無限長的時間觀察進(jìn)行統(tǒng)計平均遇到的困難，人們引入了系綜概念，所謂系綜就是指大量結(jié)構(gòu)完全相同，彼此相互獨(dú)立的，處于相同的給定宏觀條件而可以有不同的微觀狀態(tài)的系統(tǒng)的集合，與以前我們看單個體系或粒子群的做法不同，我們現(xiàn)在要對于稱之為“系綜”的大量同樣體系作出統(tǒng)計分析。2.系綜的種類由于系綜是在一組共同的約束條件下同種體系的集合，所以我們選擇不同的約束條件就會形成不同種類的系綜，一般有3種常用的約束條件用來定義3種常用的系綜，稱它們?yōu)槲⒄齽t、正則和巨正則系綜，雖然每種系綜的物理模型不同，但是我們將會發(fā)現(xiàn)，就宏觀性質(zhì)來說，這3種統(tǒng)計系綜是等效的，它們的結(jié)果是相同的，所以選擇一種特定的系綜，目的在于利用它及其相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具較方便地得到結(jié)果，下面是這3個系綜的定義。

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《熱力學(xué)系統(tǒng)理論》是由吉林大學(xué)出版社出版的。

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