从局域平衡热力学到随机热力学PDF电子书下载

第1部分 从平衡态热力学到局域平衡热力学 7

第1章　Gibbs平衡态热力学与广义非平衡态热力学 7

1.1 Gibbs平衡态热力学的成就及其局限性 7

1.2　Brussels学派与广义非平衡态热力学 14

第2章 非平衡态热力学理论基础的建立：局域平衡理论与熵平衡方程 17

2.1 开放体系及守恒方程 17

2.2 开放体系中热力学第二定律的普遍表达式 21

2.3 局域平衡理论及其适用范围 24

2.4 开放体系的熵平衡方程 26

2.5 化学反应导致的熵产生：化学反应耦合及其与反应热效应的关系 29

2.6 电化学反应的熵产生 32

第3章　线性非平衡态热力学 36

3.1 力和流的转换性——等价体系 36

3.2 在平衡态附近力和流的相互关系：唯象关系式及其适用范围 40

3.3　唯象系数的基本性质 42

3.4 不可逆过程的相干性：线性非平衡态热力学计算示例 46

3.5 非平衡定态的热力学意义及定态的级 52

3.6 Prigogine最小熵产生原理 53

3.7 近平衡区演化方向判据表达形式的多样性 60

3.8 非平衡定态耦合 71

3.9 非平衡定态的稳定性及线性非平衡区出现有序结构的不可能性 75

第4章　非线性非平衡态热力学 78

4.1 非线性区熵产生随时间的变率：Glansdorff-Prigogine一般演化判据 78

4.2 决定非平衡体系在非线性区演化进程的热力学因素与动力学因素及两者的互补性 81

4.3 演化判据与动力学势 88

4.4　局域势、超局域势及超熵产生 93

4.5 非线性非平衡区定态的稳定性：Glansdoorff-Prigogine稳定性判据 98

4.6　化学反应体系非平衡定态的稳定性 103

4.7 非平衡定态的失稳及耗散结构 106

第2部分　从局域平衡热力学到随机热力学 112

第5章　随机热力学：新兴的热力学分科 112

5.1 局域平衡热力学的成就及面临的问题 112

5.2 非平衡态热力学的概率统计方面：随机过程理论渗入热力学 115

5.3 随机方法论的基本概念：状态及过程的随机描述法 117

5.4　超越局域平衡假定的桎梏：随机热力学建立的历史回顾 125

第6章　近平衡定态化学反应体系的随机热力学：Gauss涨落的热力学效应 128

6.1 非平衡化学反应体系的内涨落沿决定性路径展布的量级 128

6.2 Markov过程的随机熵平衡方程 131

6.3 具有Poisson分布的简单化学反应模型体系定态的随机熵产生与Gibbs熵产生 133

6.4 Gauss区化学反应体系随机熵产生的普遍表达式与涨落熵产生 134

6.5 非均匀化学反应体系：扩散对涨落熵产生的贡献 139

6.6　平衡态邻域化学反应体系定态涨落熵产生的负定性 143

6.7 随机熵产生的变分性质：Markov过程的最小熵产生理论 147

6.8　涨落熵产生与耗散体系在平衡态附近的宏观稳定性 149

6.9 随机势描述法：超熵产生速度与G-P判据 152

6.10 H泛函及H定理在随机稳定性理论中的地位：Glansdorff-Prigogine判据的随机推广问题 157

第7章　远离平衡的定态化学反应体系的随机热力学：临界涨落的热力学效应 163

7.1 Gauss渐近假设不成立时定态化学反应体系中涨落熵产生的普适表达式 164

7.2　展布指数α≈3/4的临界涨落对定态随机熵产生的贡献 170

7.3 远平衡临界区化学反应体系定态的涨落熵产生及宏观稳定性 172

第8章　化学反应体系非平衡定态宏观稳定性的随机热力学理论 178

8.1 Gauss分布区及临界分布区宏观扰动的随机描述：最可几值对定态的偏离导致的概率分布微扰 180

8.2　概率分布微扰对应的超随机熵的负定性：一个与宏观扰动相关的随机Lyapunov泛函 185

8.3 Gauss区化学反应体系非平衡定态宏观稳定性的随机热力学判据 187

8.4 临界分布区非平衡定态化学反应体系宏观稳定性的随机热力学判据 195

第3部分　随机热力学理论的拓展：建立外噪声热力学效应的随机量度第9章　受Gauss噪声影响的有限化学反应体系的涨落及其描述 200

9.1 Gauss噪声及其分类特征概述 201

9.2 内涨落和外噪声的联合描述 203

9.3 Gauss白噪声作用下有限化学反应体系定态在有效概率分布及条件概率分布层次上涨落绕均值的展布：外噪声对体系涨落展布特征的损毁 207

第10章　受Gauss噪声影响的有限化学反应体系定态的耗散：Shanon信息熵的推广及内-外涨落熵产生 213

10.1 Shanon熵之推广：受外控参数噪声随机支配的有限化学反应体系的熵 214

10.2　随机熵平衡方程 216

10.3 Gauss白噪声作用下体系的定态随机熵产生 220

10.4 色噪声作用下体系的定态随机熵产生 233

10.5 一个受Gauss白噪声作用的简单模型 235

第11章　受Gauss噪声影响的有限化学反应体系非平衡定态稳定性的随机分析：外噪声对有限化学反应体系宏观稳定性的贡献 239

11.1 受Gauss噪声影响的体系之条件概率分布函数在定态附近的微扰 239

11.2 条件概率分布及有效概率分布层次上的随机稳定性判据：在受到Gauss噪声影响时G-P稳定性判据的随机模拟 248

11.3 受Gauss噪声影响的有限的化学反应体系稳定性分析计算示例 266

11.4 噪声作为外扰动探测有限化学反应体系定态的宏观稳定性：G-P判据与受Gauss噪声影响的有限化学反应体系之涨落熵产生 270

第4部分　随机热力学在物理化学中的应用：不可逆电极过程的随机热力学第12章 围绕电极反应体系非平衡定态的涨落与浓差极化：浓差极化的随机热力学 276

12.1 扩散步骤滞后的不可逆电极过程的简化随机模型：围绕电极化学反应体系非平衡定态的涨落 276

12.2 Gibbs熵产生与电极过程非平衡定态涨落熵产生：两者对浓差极化的贡献 281

12.3 非Nernst浓差极化计算示例 283

12.4 非平衡定态电极反应体系的非理想性 286

第13章　不可逆电极过程极化的耗散-涨落公式：关于浓差极化和活化极化的统一的随机热力学理论 288

13.1 不可逆电极过程的普适随机模型：电化学步骤及与之相耦合的扩散步骤的耗散 289

13.2　非平衡定态电极过程极化的耗散-涨落公式 292

13.3 极化的耗散-涨落公式之极限形式及其宏观近似 298

第14章　不可逆电极过程中噪声诱发的极化 305

14.1 受Gauss噪声影响的不可逆电极过程之随机模型：在噪声作用下非平衡定态电极化学反应体系涨落分布的泛函化 305

14.2 受Gauss噪声影响的不可逆电极过程的耗散及极化：外噪声对极化的贡献 310

14.3 不可逆电极过程中Gauss白噪声诱发的极化计算示例 314

作者后记 323

参考文献 325

基本符号汇编 331

索引 335