非平衡态热力学和耗散结构PDF电子书下载

绪论 1

第一章 热力学：它的概念、成功和面临的挑战 1

1.1 热力学体系、热力学状态和热力学第一定律 1

1.2 不可逆过程和热力学第二定律 5

1.3 熵和混乱度 11

1.4 热力学基本关系 15

1.5 平衡态的标志和稳定性 20

1.6 平衡结构和Boltzmann有序原理 30

1.7 热力学面临的挑战：自组织现象 34

1.8 非平衡、非线性和耗散结构 44

第二章 非平衡态热力学基础 50

2.1 局域平衡假设 50

2.2 衡算方程Ⅰ 55

2.2.1 连续性方程 55

2.2.2 质量守恒方程 57

2.2.3 熵平衡方程 59

2.3.1 质量守恒方程 60

2.3 衡算方程Ⅱ 60

2.3.2 动量守恒方程 62

2.3.3 能量守恒方程 63

2.3.4 熵平衡方程 67

2.4 熵流和熵产生 68

2.5 反应进度和反应亲合势 72

2.6 热力学的三个发展阶段 77

第三章 线性非平衡态热力学 80

3.1 非平衡态热力学中的线性关系 80

3.2 线性关系中唯象系数的性质 83

3.2.1 热力学第二定律的限制 84

3.2.2 空间对称性限制--Curie原理 86

3.2.3 时间对称性限制--Onsager倒易关系 87

3.3 Onsager倒易关系的统计基础 92

3.4 最小熵产生原理和定态的稳定性 96

3.5 线性非平衡态热力学的应用 105

3.5.1 扩散 105

3.5.2 热扩散 111

3.5.3 热电现象 115

3.5.4 扩散和化学反应的耦合 121

第四章 非线性非平衡态热力学 127

4.1 热力学的非线性问题 127

4.2 Lyapounov稳定性理论 129

4.3 熵产生的时间变化率 135

4.4 非平衡定态的稳定性和耗散结构 143

4.5 动力学因素对定态的热力学效应 155

第五章 动力学稳定性分析和分支现象 161

5.1 反应-扩散方程 161

5.2 线性稳定性分析 166

5.3 奇异点分类和极限环 174

5.4 分支现象概论 185

第六章 分支现象模型分析 196

6.1 多定态和非平衡相变：Schlogl模型 196

6.2 守恒振荡：Lotka-Volterra模型 207

6.3 耗散结构：Brusselator模型 215

6.4 非平衡系统的灵敏性和图形选择：外场中的分支现象 239

第七章 非平衡非线性现象实例分析 248

7.1 多定态及化学滞后现象：NO2-N2O4反应 249

7.2 Belousov-Zhabotinsky反应 257

7.3 生物化学振荡：糖酵解反应 279

7.4 流体力学中的非平衡非线性现象：Benard不稳定性 286

第八章 从平衡结构到耗散结构 300

8.1 混合结构 300

8.2 非理想体系中的反应-扩散方程 305

8.3 非理想反应-扩散体系的稳定性 315

8.4 非理想性对支支现象的影响 322

8.5 聚合物溶液中的分支现象 328

8.6 不稳定相中的耗散结构 336

第九章 非平衡体系中的涨落：耗散结构的随机理论简介 344

9.1 引言 344

9.2 Master方程和母函数方法 353

9.3 非Poisson分布 364

9.4 临界涨落 372

9.5 外部噪声的影响 380

附录A 变分概念和Euler方程 392

附录B 分支的奇异摄动方法 395

参考文献 401