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绪论 1

第1章 温度与热力学第零定律 7

1.1 温度测量与经验温标 7

1.2 理想气体温标 10

1.3 热力学第零定律 13

1.4 1990年国际温标（ITS—90） 14

小结 16

本章主要符号 16

主要参考文献 17

思考题 17

第2章 热力学第一定律 18

2.1 热力学第一定律 18

2.2 系统的能量 20

2.3 热力学第一定律应用于开口系统 26

小结 28

本章主要符号 28

主要参考文献 29

思考题 29

第3章 热力学第二定律 31

3.1 卡诺原理 31

3.2 热力学第二定律 32

3.3 热力学温标和熵 36

3.4 孤立系统熵增与能量贬值原理 43

3.5 极值原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数 50

小结 53

本章主要符号 54

主要参考文献 54

思考题 54

第4章 纯净流体的热力学性质 57

4.1 热力学曲面与相图 57

4.2 流体的比体积 65

4.2.1 维里方程 65

4.2.2 三次型状态方程 70

4.2.3 其他状态方程 74

4.2.4 压缩因子的通用化关联 78

4.3 固定组元物质的热力学微分关系式 85

4.3.1 热力学基本关系式 85

4.3.2 麦克斯韦关系式 87

4.3.3 热力学微分关系式的推导方法 89

4.3.4 包含定容热容和定压热容的热力学微分关系式 96

4.3.5 焦耳-汤姆逊系数 99

4.4 纯净流体热力性质的计算 99

4.4.1 偏差函数 100

4.4.2 逸度与逸度系数 107

小结 111

本章主要符号 112

主要参考文献 113

习题 113

第5章 纯净物系的相变 116

5.1 平衡的稳定性 116

5.2 纯净物质相稳定性与相变 120

5.3 克拉珀龙方程与蒸气压方程 126

5.3.1 克拉珀龙方程 126

5.3.2 蒸气压方程 127

5.3.3 气化潜热的估算 132

5.4 临界现象与高级相变 134

5.4.1 临界现象 134

5.4.2 临界点指数 138

5.4.3 高级相变 141

本章主要符号 144

主要参考文献 144

习题 145

第6章 均匀混合物系的热力性质 149

6.1 变组元均匀混合物系的热力学基本关系式 149

6.1.1 吉布斯方程 149

6.1.2 欧拉方程 150

6.1.3 吉布斯-杜亥姆方程 152

6.2 偏摩尔量 153

6.3 气体混合物的热力性质 159

6.3.1 理想气体混合物 160

6.3.2 实际气体混合物 162

6.3.3 混合物中组元的逸度和逸度系数 164

6.4 液体混合物的热力性质 168

6.4.1 理想溶液 168

6.4.2 非理想溶液，活度与活度系数 170

6.4.3 超额函数 171

6.4.4 超额吉布斯函数的半经验关系式 172

6.5 二元混合物的相依性、浓溶液与稀溶液 174

6.6 混合过程热力参数的变化 181

本章主要符号 186

主要参考文献 187

习题 188

第7章 多元系的相平衡 190

7.1 相平衡概述 190

7.1.1 复相系的热力学方程 190

7.1.2 复相平衡条件 191

7.1.3 相律 193

7.2 二元互溶系气液平衡相图 195

7.2.1 概述 195

7.2.2 理想溶液的气液平衡计算 200

7.2.3 非理想溶液的气液平衡相图 204

7.3 部分互溶系相图 208

7.3.1 液液分层 208

7.3.2 部分互溶系的气液相图 211

7.3.3 二元系的固-液相图 212

7.4 稀溶液的沸点上升和凝固点下降 213

本章主要符号 216

主要参考文献 217

习题 217

第8章 化学反应平衡 220

8.1 化学平衡 220

8.1.1 反应度 220

8.1.2 反应平衡方程 222

8.1.3 平衡常数 223

8.1.4 平衡的移动 226

8.2 反应平衡时理想气体的热容 232

8.2.1 反应气体的定压热容 232

8.2.2 反应气体的定容热容 236

8.3 多个反应的平衡 240

8.3.1 用平衡常数确定平衡成分 241

8.3.2 用反应平衡时系统的总吉布斯函数为极小确定平衡成分 244

8.4 燃料的化学？ 248

8.4.1 标准生成吉布斯函数 248

8.4.2 化学反应最大可用功 249

8.4.3 反应？和扩散？ 250

8.5 燃料电池 254

8.6 热力学第三定律；负热力学温度 258

本章主要符号 265

主要参考文献 266

习题 266

第9章 不可逆过程热力学 269

9.1 总论 269

9.2 温差电效应 273

9.2.1 塞贝克效应、珀耳帖效应和汤姆逊效应 273

9.2.2 温差电效应的基本关系式 275

9.2.3 半导体温差发电和半导体温差制冷 277

9.3 非连续系物质和能量迁移 278

9.3.1 单组元系 278

9.3.2 多组元（无化学反应）系 283

9.3.3 一级定态和二级定态 286

9.4 连续系的扩散 289

9.4.1 等温质扩散 291

9.4.2 热质扩散 295

9.5 非平衡定态 300

9.5.1 最小熵产率（最小耗散能率）的态 300

9.5.2 熵产率随时间变化——定态的稳定性 302

9.5.3 定态时的熵流 305

9.6 非线性问题 305

9.6.1 熵产率随时间变化的非线性问题 306

9.6.2 非平衡态热力学函数 307

本章主要符号 309

主要参考文献 310

第10章 统计热力学基础 311

10.1 量子力学和统计热力学的有关知识 312

10.1.1 德布罗意假说 312

10.1.2 波函数和薛定谔方程 313

10.1.3 量子态；能级简并度 319

10.1.4 测不准关系；经典理论的适用范围 320

10.1.5 全同粒子的不可区别性；泡利原理 321

10.1.6 统计热力学的基本假设——等几率假设 323

10.1.7 量子态数的几何表示 324

10.2 经典和准经典统计法 327

10.2.1 麦克斯韦-玻耳兹曼分布律 327

10.2.2 配分函数；热力学几率与熵 331

10.2.3 热力学函数的一般公式 335

10.3 单原子和双原子理想气体的热力学函数 337

10.3.1 单原子理想气体的热力学函数 337

10.3.2 能量均分原理 340

10.3.3 双原子理想气体的热容量 342

10.4 量子统计法及其应用 349

10.4.1 玻色-爱因斯坦统计法，普朗克的辐射方程 349

10.4.2 费密-狄喇克统计法，电子气对金属热容的贡献 355

10.4.3 经典统计法的适用极限 358

10.5 系综统计法 359

10.5.1 正则系综 360

10.5.2 热力学性质 362

10.5.3 配分函数的析因子 364

10.6 单原子非金属晶体的热容量 365

10.6.1 杜隆-珀替定律 365

10.6.2 爱因斯坦模型 366

10.6.3 德拜理论 367

10.7 非理想气体状态方程 376

10.7.1 维里方程 376

10.7.2 范德瓦耳斯方程 382

本章主要符号 384

主要参考文献 385

习题 385

附录 387

A1 物理常数 387

A2 某些纯净物的临界参数和偏心因子 387

A3 Lee-Kesler三参数压缩因子数据 388

A4 Lee-Kesler三参数通用偏差焓数据 392

A5 Lee-Kesler三参数通用偏差熵数据 396

A6 物质的标准（101.3 25kPa,25℃）生成焓、标准生成吉布斯函数和绝对熵数据 400

A7 化学反应平衡常数表 402