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目录 1

前言 1

绪论 1

第一章 温度 3

§1.1　平衡态　状态参量 3

一、系统、外界 3

二、平衡态 3

三、状态参量 4

§1.2 温度 5

一、热平衡定律——热力学第零定律 6

二、温度 6

三、温标 7

§1.3　状态方程 15

一、理想气体状态方程 15

二、非理想气体状态方程 21

三、简单固体和液体 23

＊四、拉紧的金属丝 25

五、液体表面膜 26

六、电介质 27

七、顺磁质 27

本章提要 28

思考题 29

习题 30

第二章　热力学第一定律 33

§2.1　热力学过程 33

一、体积功 34

§2.2 功 34

二、等温拉伸弹性棒作的功 37

三、表面张力的功 37

四、可逆电池电荷移动的功 38

五、磁介质的磁化功 38

六、电介质的极化功 39

§2.3　热量 39

一、热量 39

二、热量的计算　热容量 40

一、内能 42

§2.4　内能　热力学第一定律 42

二、热力学第一定律 43

§2.5　第一定律对均匀物质系统的应用 45

一、均匀物质系统的定容热容量与内能 45

二、均匀物质系统的定压热容量与焓 45

三、均匀物质Cp与Cv的关系 47

§2.6　第一定律对理想气体的应用 47

一、理想气体内能　焓的表达式 47

二、理想气体在一些简单过程中的能量转化情况及过程方程 49

一、循环过程及其效率 56

§2.7　第一定律对循环过程的应用 56

二、卡诺循环及其效率 59

§2.8　内燃机的理想循环 63

一、定容加热理想循环——奥托（Otto）循环 63

二、定压加热理想循环——狄塞尔（Diesel）循环 65

三、逆向斯特林（Stirling）循环 66

＊§2.9　空调器的制冷制热原理简介 67

二、空调器的制热原理 68

一、空调器的制冷原理 68

本章提要 69

思考题 71

习题 73

第三章　热力学第二定律与熵 78

§3.1　实际宏观过程的不可逆性 78

一、可逆过程与不可逆过程 78

二、实际宏观过程的不可逆性 80

§3.2　热力学第二定律 82

一、热力学第二定律的基本表述 82

二、热力学第二定律两种表述的等效性 84

§3.3　热力学第二定律的统计意义 86

一、气体自由膨胀过程不可逆性的统计解释 86

二、功变热过程不可逆性的统计解释 88

§3.4　卡诺定理 88

一、卡诺定理 88

二、关于制冷机的效能 91

一、热力学温标的定义 92

§3.5　热力学温标 92

二、理想气体温标与热力学温标的关系 94

§3.6　克劳修斯等式与不等式　熵 94

一、克劳修斯等式与不等式 95

二、熵　热力学第二定律的数学表述 96

§3.7　理想气体熵函数的表达式 102

§3.8　T-S图及其应用 105

一、系统的微观态 108

＊§3.9　熵的统计意义 108

二、系统的宏观态与分布 109

三、热力学几率 110

四、玻耳兹曼关系 111

＊§3.10　熵与信息 111

一、信息与信息熵 111

二、信息量 113

三、信息熵与玻耳兹曼熵的关系 114

本章提要 115

思考题 117

习题 118

第四章　热力学函数及其应用 121

§4.1　赫姆霍兹自由能　焓　吉布斯自由能 121

一、勒让德（Legender）变换 121

二、赫姆霍兹自由能 121

三、焓 122

四、吉布斯自由能 123

五、理想气体的自由能和自由焓 125

一、麦克斯韦关系 126

§4.2　麦克斯韦关系及其应用 126

二、麦克斯韦关系的应用 127

§4.3　特性函数　吉布斯—赫姆霍兹方程 132

§4.4　液体的表面张力与温度的关系 134

§4.5　平衡辐射场的热力学性质 135

§4.6　气体的节流膨胀与绝热膨胀 138

一、气体的节流膨胀（焦耳—汤姆逊效应） 138

二、气体的绝热膨胀 142

三、气体的液化和低温的获得 142

一、磁冷却实验装置 145

§4.7　绝热去磁致冷法 145

二、热力学分析 146

§4.8　热力学第三定律 147

一、热力学第三定律的表述 147

二、趋于绝对零度时物质的一些性质 152

本章提要 152

思考题 155

习题 155

一、宏观物体是由大量微粒——分子（或原子）组成的 158

§5.1　物质的微观模型 158

第五章　气体分子运动论 158

二、物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关 159

三、分子之间有相互作用力 160

§5.2　理想气体的压强 161

一、理想气体的微观模型 161

二、理想气体的压强 161

三、平衡辐射光子气体的压强 163

一、温度的微观意义 165

§5.3　温度的微观意义 165

＊四、简并压强 165

二、对理想气体一些实验定律的推证 168

§5.4　分子力 170

一、林纳德—琼斯（Lennard—Jones）模型 170

二、无吸引力的刚球模型 172

三、苏则朗（Sutherland）模型 172

§5.5　范德瓦耳斯气体的压强 172

一、分子体积引起的修正 172

二、分子间引力引起的修正 173

本章提要 174

思考题 175

习题 176

第六章　气体在平衡态下的统计分布规律 178

§6.1　统计规律性与分布函数概念 178

一、统计规律性 178

二、对统计规律的数学描述 179

§6.2　速度空间与速度分布函数 180

一、麦克斯韦速度分布律 181

§6.3　麦克斯韦分布律 181

二、麦克斯韦速率分布律 185

三、用麦克斯韦速率分布函数求平均值 187

四、碰壁数Г及其应用 188

五、误差函数 192

§6.4　麦克斯韦—玻耳兹曼能量分布律 193

一、重力场中粒子按高度的分布 等温气压公式 193

三、麦克斯韦—玻耳兹曼能量分布律 195

二、玻耳兹曼密度分布律 195

§6.5　能均分定理与热容量 197

一、自由度 197

二、能量按自由度均分定理 198

三、理想气体的内能 199

四、理想气体的热容量 200

本章提要 204

思考题 206

习题 207

一、晶体的宏观特性 211

＊第七章　固体 211

§7.1 晶体与非晶体 211

二、非晶体的宏观特性 213

三、晶体的微观结构 213

§7.2 晶体中粒子结合力的基本形式 216

一、离子键 216

二、共价键 217

三、金属键 217

四、范得瓦耳斯键 217

五、氢键 218

§7.3　晶体的结合能 219

§7.4　晶体的热学性质 223

一、晶体的热容量 223

二、晶体的热膨胀 224

三、晶体的热传导 225

§7.5 晶体中的热缺陷及其运动 225

一、晶体中的热缺陷 225

二、热缺陷的运动 226

§7.6　晶体中的扩散 227

本章提要 231

思考题 232

习题 232

第八章　液体 234

§8.1　液体的微观结构 234

一、液体分子的排列情况 234

二、液体分子的热运动 234

三、液体分子间的相互作用 235

§8.2　液体的热容量 236

§8.3　液体的热膨胀 237

§8.4　液体的输运性质 238

一、液体中的热传导 238

二、液体中的扩散 238

三、液体中的粘滞现象 239

§8.5　液体的表面张力 241

一、表面张力 241

二、表面张力的微观本质 244

§8.6　弯曲液面内外的压强差 245

一、球形液面下的附加压强 245

二、任意弯曲液面内外的压强差 247

§8.7　液体与固体接触处的表面现象 249

§8.8　毛细现象 250

＊§8.9　液晶简介 252

一、热变型液晶简介 253

二、液晶的宏观特性及其应用 253

本章提要 254

思考题 255

习题 255

第九章　单元复相系的平衡和化学平衡 257

§9.1　相变的一般概念及一级相变的普遍特征 257

§9.2　物质的固、液、气三相之间的转变 258

一、固液相变 258

二、液气相变 259

三、固气相变 264

§9.3 开放系统的热力学基本方程 265

一、热动平衡判据 267

§9.4　热动平衡的判据和热动平衡条件 267

二、平衡条件 269

三、平衡的稳定性条件 270

§9.5　单元复相系的平衡性质 272

一、相平衡曲线　相图 272

二、克拉珀龙方程 276

三、沸点与压强的关系 277

四、熔点与压强的关系 278

＊五、相变潜热与温度的关系 279

§9.6　蒸气压方程 281

一、经验的蒸气压方程 281

二、理论蒸气压方程 282

§9.7　气液等温转变 283

一、安德鲁斯实验 283

二、物质的临界态 285

§9.8　范德瓦耳斯等温线 288

一、范德瓦耳斯等温线 288

二、临界参量 289

＊§9.9　液滴与蒸气的平衡　核心 291

§9.10　热管 295

＊§9.11　二级相变 295

一、二级相变的实例 295

二、朗道二级相变理论 298

三、厄伦菲斯特（Ehrenfest）关于相变的分类 301

＊§9.12　化学平衡条件　质量作用定理 302

一、多元单相系的化学平衡条件 302

二、质量作用定理 303

本章提要 306

思考题 309

习题 310

第十章　气体内的输运过程 313

§10.1　输运过程的宏观规律 313

一、粘滞现象的宏观规律 313

二、热传导现象的宏观规律 315

三、扩散现象的宏观规律 316

§10.2　气体分子的平均自由程 318

一、分子的碰撞截面 318

二、分子的平均自由程和碰撞频率 319

三、分子按自由程的分布 321

§10.3　输运过程的微观解释 323

一、粘滞现象的微观解释 323

二、热传导现象的微观解释 325

三、扩散现象的微观解释 326

四、理论结果与实验的比较 326

五、低压下的热传导和粘滞现象 328

本章提要 328

思考题 329

习题 330

＊第十一章　不可逆过程热力学简介 332

§11.1 局域平衡概念　熵流与熵产生 332

一、局域平衡概念 332

二、熵流与熵产生 333

三、输运过程中的熵密度产生率 333

§11.2 线性不可逆过程 昂色格倒易关系 336

一、线性不可逆过程中的熵密度产生率 336

二、昂色格倒易关系 338

二、温差电现象中的动力方程 339

§11.3 昂色格原理的应用 339

一、温差电效应 339

三、对温差电效应的讨论 340

§11.4　最小熵产生原理 342

一、最小熵产生原理 342

二、线性区耗散结构之不可能 343

§11.5　耗散结构 344

一、两种对立的演化观 344

二、耗散结构 346

三、耗散结构的热力学基础 348

四、分支理论简介 350

本章提要 351

思考题 352

附录Ⅰ 常用物理量（1986年推荐值） 354

附录Ⅱ 物理量的单位 356

附录Ⅲ 与本书有关的几个数学问题 357

习题答案 359

参考书目 364