分子物理与热力学PDF电子书下载

§1.1　平衡态　状态参量 1

1.1.1　势力学系统的平衡状态 1

1.1.2　状态参量 1

第一章　温度 1

§1.2　温度和温标 2

1.2.1　热力学第零定律 2

1.2.2　温度 3

1.2.3　温度的数值表示法——温标 4

1.2.4　气体温度计和理想气体温标 4

1.2.5　热力学温标和国际实用温标 6

§1.3　状态方程 7

1.3.2　混合理想气体的状态方程 8

1.3.1　理想气体的状态方程 8

1.3.3　实际气体的状态方程 9

1.3.4　简单固体和液体的状态方程 10

1.3.5　顺磁性固体的状态方程 11

思考题一 11

习题一 12

第二章　气体动理论 15

§2.1　气体动理论的基本观点与分子力 15

2.1.1　气体动理论的基本观点 15

2.1.2　分子力 17

2.2.1　理想气体的压强公式 19

§2.2　理想气体的压强公式和温度的微观意义 19

2.2.2　温度的微观解释 21

2.2.3　对理想气体定律的推证 22

§2.3　实际气体的压强 23

2.3.1　分子体积所引起的修正 23

2.3.2　分子间引力所引起的修正 24

§2.4　气体分子的速率分布律 25

2.4.1　实验的一般结果 25

2.4.2　速率分布函数 26

2.4.3　麦克斯韦速率分布律 26

2.4.4　用麦克斯韦速率分布函数求平均值 27

2.4.5　麦克斯韦速度分布律 28

2.4.6　统计规律 30

2.4.7　麦克斯韦速率分布律的实验验证 31

§2.5　玻尔兹曼分布律　重力场中微粒按高度的分布 31

2.5.1　玻尔兹曼分布律 31

2.5.2　重力场中微粒按高度的分布 32

§2.6　能量均分定理与理想气体热容量 33

2.6.1　自由度与能量均分定理 33

2.6.2　理想气体的热力学能与热容量 35

思考题二 38

习题二 39

3.1.2　分子的平均自由程和碰撞频率 42

3.1.1　分子间的碰撞与无引力的弹性刚球模型 42

§3.1　气体分子的平均自由程 42

第三章　气体内的输运过程 42

3.1.3　分子按自由程的分布 44

§3.2　输运过程的宏观规律 45

3.2.1　黏滞现象的宏观规律 45

3.2.2　热传导现象的宏观规律 46

3.2.3　扩散现象的宏观规律 46

§3.3　输运过程的微观解释 47

3.3.1　黏滞现象的微观解释 47

3.3.2　热传导现象的微观解释 48

3.3.3　扩散现象的微观解释 49

3.3.4　理论与实验结果的比较 50

3.3.5　稀薄气体中的输运过程 52

思考题三 52

习题三 53

第四章　热力学第一定律 55

§4.1　热力学过程 55

4.1.1　准静态过程的概念 55

4.1.2　准静态过程的性质 55

§4.2　功 56

4.2.1　体积功 56

4.2.2　表面张力的功 58

4.2.3　电介质的极化功 58

4.2.4　磁介质的磁化功 59

§4.3　热量 60

§4.4　热力学第一定律 61

4.4.1　热力学能 61

4.4.2　热力学第一定律 62

§4.5　热容　焓　理想气体的热力学能 63

4.5.1　热容　焓 63

4.5.2　理想气体的热力学能 63

4.5.3　焦耳实验 64

§4.6　热力学第一定律对理想气体的应用 65

4.6.1　等容过程 65

4.6.3　等温过程 66

4.6.2　等压过程 66

4.6.4　绝热过程 67

4.6.5　多方过程 69

§4.7　循环过程和卡诺循环 70

4.7.1　循环过程及其效率 70

4.7.2　卡诺循环及其效率 71

4.7.3　几种典型的循环过程及效率 73

思考题四 75

习题四 76

第五章　热力学第二定律与熵 79

§5.1　热力学第二定律 79

5.1.1　热力学第二定律的基本表述 79

5.1.3　实际宏观过程的不可逆性 80

5.1.2　热力学第二定律两种表述的等效性 80

§5.2　卡诺定理与热力学温标 82

5.2.1　卡诺定理 82

5.2.2　热力学温标 83

§5.3　克劳修斯等式与不等式 84

§5.4　熵和热力学基本方程 86

§5.5　热力学第二定律的数学表达式和熵增原理 88

5.5.1　热力学第二定律的数学表达式 88

5.5.2　熵增加原理 88

5.5.3　熵的统计解释 89

5.5.4　对热寂论的批判 90

§5.6　理想气体的熵 90

§5.7 T-S图及其应用 92

§5.8　系统熵变的计算 93

思考题五 95

习题五 96

第六章　热力学函数及其应用 97

§6.1 自由能和吉布斯函数 97

§6.2　麦克斯韦关系及其应用 98

6.2.1　麦克斯韦关系 98

6.2.2　麦克斯韦关系的应用 99

§6.3　气体的节流膨胀与绝热膨胀 101

6.3.1　气体的节流膨胀（焦耳—汤姆孙效应） 101

6.4.1　热力学能U 103

§6.4　基本热力学函数的确定 103

6.3.2　气体的绝热膨胀 103

6.4.2　焓H 104

§6.5　吉布斯-亥姆霍兹方程 106

§6.6　热辐射场的热力学性质 108

§6.7　磁介质的热力学性质　绝热去磁致冷 109

§6.8　热力学第三定律 110

习题六 111

第七章　固体　液体 114

§7.1　固体性质简介 114

7.1.1　晶体的宏观特性 114

7.1.2　晶体的微观结构 115

7.1.3　结合力的普通特征　结合能 116

7.1.4　固体的热容和热膨胀 117

§7.2　液体的表面张力 118

§7.3　弯曲液面下的附加压强 119

7.3.1　球形液面下的附加压强 119

7.3.2　任意弯曲液面下的附加压强 120

§7.4　毛细现象 121

7.4.1　润湿和不润湿　接触角 121

7.4.2　毛细现象 122

习题七 123

8.1.2　单元系一级相变的普遍特征 125

8.1.1　相与相变 125

§8.1　相变的一般概念及一级相变的特征 125

第八章　单元系的相变 125

§8.2　开放系的基本热力学方程 127

§8.3　热动平衡判据和热动平衡条件 127

8.3.1　热动平衡判据 127

8.3.2　热动平衡的平衡条件和稳定性条件 129

§8.4　单元系的复相平衡与相平衡条件 131

§8.5　单元系相图 132

§8.6　克拉珀龙方程 133

8.6.1　气化曲线 134

8.6.2　熔解曲线 134

8.6.3　升华曲线 135

§8.7　气液两相的转变 136

8.7.1　等面积法则与范氏等温线稳定性讨论 137

8.7.2　临界点和对应态定律 138

§8.8　弯曲界面的气液两相平衡 139

8.8.1　分界面为曲面时的平衡条件 139

8.8.2　液滴的形成　临界半径 140

8.8.3　沸腾现象 141

§8.9　相变分类与液氦的超流动性 143

8.9.1　相变分类 143

8.9.2　液氦的超流动性与λ相变 144

§8.10　朗道二级相变理论 144

习题八 146

§9.1　多元系的热力学函数和热力学方程 149

9.1.1　多元系的热力学函数 149

第九章　多元系的复相平衡及化学平衡 149

9.1.2　多元系的热力学基本方程 150

§9.2　多元系复相平衡条件 151

§9.3　吉布斯相律 151

§9.4　气体中的化学反应　质量作用定律 152

9.4.1　混合理想气体的性质 152

9.4.2　化学平衡条件　质量作用定律 154

9.4.3　质量作用定律应用举例 155

习题九 156

§10.1　局域熵产生率 159

第十章　不可逆过程热力学简介 159

§10.2　线性不可逆过程　昂色格倒易关系 160

10.2.1　线性不可逆过程 160

10.2.2　昂色格倒易关系 161

§10.3　温差电现象 162

§10.4　耗散结构 164

附录 166

（一）两个常用的偏导数公式 166

（二）复合函数 167

（三）雅可比行列式 167

参考书目 168