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第一章温度与热量 1

第一节温度热力学第零定律 1

一、系统和相 1

目 录 1

二、状态参量 2

三、平衡态 3

四、温度和热力学第零定律 4

第二节温度的标定 6

一、温度标定的原则、经验温标 6

二、理想气体温标 10

三、国际实用温标 16

一、定容气体温度计 20

第三节温度计简介 20

二、温差电偶温度计 23

三、温度计的校正和使用 25

第四节热量与热容量 26

一、热量概念的引入 26

二、焦耳实验 28

三、热容量与比热容 30

四、比热容的测定 35

本章要点 40

习题 41

第二章传热学的基本知识 44

第一节热传导与付里叶方程 44

一、付里叶方程 45

二、几种常见的热传导 48

第二节热导率与热阻 50

一、热导率 50

二、“电模拟”方法及热阻 53

第三节有内热源的热传导 56

一、有均匀内热源的平壁 56

二、有均匀内热源的圆柱体 59

三、一般三维导热方程的建立 61

第四节对流换热 65

一、牛顿冷却公式 66

二、“电模拟”计算方法 70

三、有隔热层的热管道 72

一、热辐射 75

第五节辐射传热 75

二、黑体与灰体克希荷夫定律 77

三、斯蒂芬－玻尔兹曼定律 80

四、辐射传热的计算 82

五、用“电模拟”计算辐射传热 87

第六节辐射测温 88

本章要点 92

习题 93

第三章热力学定律 96

第一节热力学第一定律 内能 97

一、准静态过程做的功 97

二、内能热力学第一定律 100

三、系统内能变化的表示 103

四、有关气体内能的实验 106

第二节热力学函数——焓 110

一、焓的引入 110

二、焦耳－汤姆孙效应 112

第三节理想气体的热力学性质 116

一、理想气体的物态方程 116

二、理想气体的定容热容量和定压热容量 118

三、理想气体的准静态绝热过程 120

四、定压与定容热容量的比值γ的测定 125

第四节热力学第二定律 129

一、热机的效率 130

二、卡诺循环和卡诺定理 132

三、热力学第二定律的表述 135

四、热力学温标和热力学第三定律 136

第五节热力学函数——熵 140

一、克劳修斯不等式 140

二、熵的引入及热力学第二定律的数学表示 141

三、熵差计算举例 146

四、熵的统计意义 150

第六节 吉布斯自由能及热力学过程的判据 154

一、只有体积变化功的情况 155

二、有“有效功”的情况 157

本章要点 159

习题 160

第一节物质的热学性质 163

第四章物质的热学性质及相转变 163

一、热容量 164

二、压缩率 165

三、热膨胀系数 168

四、定容压强系数 170

第二节物态方程 171

一、理想气体的物态方程 172

二、真实气体的物态方程 173

三、固体的物态方程 177

四、弦（金属线）的物态方程 178

五、液体表面薄膜的物态方程 179

六、电介质的物态方程 179

一、化学势 180

七、顺磁性固体的物态方程 180

第三节相平衡与相图 180

二、相平衡与相转变的条件 181

三、相律 182

四、相图 183

五、相图的热力学解释 184

第四节第一类相转变 187

一、相变潜热 187

二、相变的热力学关系 191

三、第一类相变的特点 192

四、克劳修斯－克拉珀龙方程 193

五、相变潜热的测量 195

一、临界点 198

第五节临界点和气体的液化 198

二、节流膨胀液化气体 202

三、绝热膨胀液化气体 210

第六节高阶相转变（连续相转变） 212

本章要点 215

习题 215

第五章低温物理基本知识 219

第一节氦的低温特性 219

一、4He的相变特性 220

二、3He的相变特性 223

第二节超流性 226

一、二流体模型 226

二、第二种声 228

三、喷泉效应 234

第三节低温的获得 237

一、普冷 238

二、深冷 240

三、极低温 244

第四节顺磁盐的绝热去磁 248

一、热力学的分析 249

二、绝热去磁致冷装置 252

第五节低温温度的测量 254

一、实用温标的定点 254

二、低温测量用的实用温度计 256

三、磁性温标（顺磁盐温度计） 258

一、超导电性和迈斯纳效应 260

第六节超导电性 260

二、超导体与正常导体之间的相变热力学讨论 265

三、超导二流体模型及BCS理论简介 269

四、超导隧导效应及超导应用的展望 272

五、高Tc超导材料 274

本章要点 276

习题 276

第六章分子热运动的统计规律 279

第一节 物质分子运动论的基本观点及其发展 279

一、分子运动论的发展简介 279

二、分子运动论的基本观点 280

一、理想气体的微观模型 282

第二节气体压强和温度的统计意义 282

二、理想气体的压强公式及其统计意义 283

三、温度的统计意义 288

第三节气体分子速率的统计分布 289

一、气体分子速度的测定 290

二、气体分子速率的统计分布 292

三、最可几速率 294

四、平均速率和方均根速率 297

第四节麦克斯韦速度分布和速度空间 300

第五节动能分布函数 303

第六节玻耳兹曼分布律 308

第七节能量均分定理 311

一、能量均分定理 311

二、理想气体的内能和热容量 313

第八节布朗运动和热涨落现象 316

一、布朗运动和无规行走的距离 316

二、涨落现象 320

本章要点 323

习题 324

第七章分子间的相互作用 327

第一节分子间的相互作用力 327

第二节分子力对气体状态方程的影响 331

一、关于压强的修正项 332

二、关于体积的修正项 333

三、范德瓦尔斯力的本质 336

一、实际气体的内能 337

第三节实际气体的内能和焦－汤效应的解释 337

二、焦－汤效应的解释 338

第四节液体的分子模型 341

第五节液体的表面张力 345

一、表面张力系数 346

二、表面层内的分子力 347

第六节晶体的结合力和结合能 349

本章要点 354

习题 355

第八章常压和低压下气体的内输运现象 357

第一节气体内输运现象的宏观规律 357

一、牛顿粘滞定律 357

二、斐克扩散定律 360

三、扩散方程 362

第二节分子的碰撞和自由程 363

一、碰撞截面 364

二、平均自由程 365

三、分子运动的平均相对速度 368

第三节气体内输运现象的微观机理 369

一、决定内输运过程的基本因素 369

二、粘滞现象的微观解释 370

三、热传导的微观解释 375

四、扩散现象的微观解释 376

第四节关于内输运现象微观解释的进一步讨论 378

一、参加输运的分子数 378

二、分子通过截面时的平均自由程 382

一、稀薄气体的粘滞性粘滞态和分子态 387

第五节稀薄气体的内输运现象 387

二、稀薄气体的热传导 393

三、气体的吸附现象 394

第六节真空技术基本知识 397

一、真空状态和真空度 398

二、真空的获得 399

三、真空的测量 405

本章要点 413

习题 415

参考书目 418

附录Ⅰ 热量的单位 420

附录Ⅱ 真空度和乇 422