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第1章 统计热力学基础 1

1.1 概论 1

1.1.1 统计热力学的研究方法和任务 1

1.1.2 统计系统的分类 2

1.1.3 斯特林公式 3

1.2 分子的运动形式及能级公式 3

1.2.1 分子的运动形式 3

1.2.2 平动能级 4

1.2.3 转动能级 4

1.2.4 振动能级 5

1.2.5 电子运动能级和核运动能级 5

1.2.6 分子能级 5

1.3 粒子的能量分布和独立粒子系统的微观状态数 5

1.3.1 宏观状态和微观状态 5

1.3.2 能量分布 6

1.3.3 定位系统的微观状态数 6

1.3.4 非定位系统的微观状态数 7

1.4 最概然分布 7

1.4.1 统计热力学的基本假定 7

1.4.2 玻耳兹曼定理 7

1.4.3 摘取最大项法 8

1.5 玻耳兹曼分布定律 8

1.5.1 玻耳兹曼分布定律的推导 8

1.5.2 玻耳兹曼分布 12

1.5.3 玻色-爱因斯坦分布和费米-狄拉克分布 13

1.5.4 配分函数 13

1.6 配分函数与热力学函数的关系 15

1.6.1 非定位系统的热力学函数 15

1.6.2 定位系统的热力学函数 16

1.7 热力学三大定律的本质 17

1.7.1 热力学第一定律的本质 17

1.7.2 热力学第二定律的本质 18

1.7.3 热力学第三定律的本质 19

1.8 配分函数的计算 19

1.8.1 平动配分函数 19

1.8.2 转动配分函数 20

1.8.3 振动配分函数 22

1.8.4 电子配分函数 23

1.8.5 核配分函数 23

1.9 统计熵的计算 23

1.9.1 平动熵 24

1.9.2 转动熵 25

1.9.3 振动熵 25

1.9.4 电子熵 25

1.10 统计热力学原理应用示例 25

1.10.1 理想气体状态方程的导出 25

1.10.2 气体热容的计算 26

1.10.3 理想气体反应平衡常数的计算 28

1.11 固体的热容 30

1.11.1 能均分定理的应用 30

1.11.2 爱因斯坦理论 31

1.11.3 德拜理论 32

习题一 34

第2章 非平衡态（不可逆过程）热力学基础 35

2.1 恒定状态与局部平衡 36

2.1.1 平衡态、非平衡态与恒定状态 36

2.1.2 局部平衡假设 36

2.1.3 熵产生原理（或有序和无序） 37

2.2 非平衡态热力学 38

2.2.1 熵产生和熵流 38

2.2.2 离散系统熵产生率的进一步讨论 42

2.3 非线性非平衡态热力学简介 43

2.3.1 耗散结构 43

2.3.2 熵在信息学中的应用 45

2.4 非平衡态热力学在传递过程的应用 46

2.5 非平衡态热力学在导电过程的应用 48

2.5.1 熵流密度和局域熵产生率 48

2.5.2 最小熵产生 50

习题二 51

第3章 非线性化学 53

3.1 非线性化学现象简介 53

3.1.1 化学振荡 53

3.1.2 多重定态和化学滞后现象 54

3.1.3 图灵空间有序结构 55

3.1.4 化学波 56

3.1.5 化学混沌 56

3.2 非线性化学理论研究方法 57

3.2.1 非线性化学的热力学基础 57

3.2.2 非线性化学动力学理论 62

习题三 71

第4章 电荷传递动力学 72

4.1 电极过程动力学基础 72

4.1.1 电极过程的特征 72

4.1.2 电化学极化过程 74

4.2 电极电位对电化学反应过程的影响 75

4.2.1 电极电位对电化学反应活化能的影响 75

4.2.2 电极电位对电化学反应速率的影响 76

4.2.3 平衡电极电位ψeq和交换电流密度 77

4.3 稳态电化学极化规律 79

4.3.1 阴极电流远小于交换电流（ic≤i0） 79

4.3.2 阴极极化电流远大于交换电流（ic≥i0） 80

4.4 浓度极化与电化学极化共同存在的阴极过程 83

4.5 多电子转移步骤 86

4.5.1 多电子电极反应 86

4.5.2 多电子转移步骤的动力学规律 87

习题四 90

第5章 多相催化反应动力学 92

5.1 动力学基本概念 93

5.1.1 化学计量方程和化学计量数 93

5.1.2 反应速率 93

5.1.3 转换数和转换频率 93

5.1.4 速率方程与动力学的参数 94

5.1.5 速率控制步骤 94

5.1.6 表面质量作用定律 95

5.1.7 复杂反应近似处理方法 95

5.2 多相催化反应速率方程 96

5.2.1 机理模型法建立速率方程 97

5.2.2 经验模型法建立速率方程——幂式多相催化速率方程 106

5.3 多相催化动力学模型的建立 107

5.3.1 动力学数据的测定 107

5.3.2 催化动力学数据处理 113

5.3.3 建立多相催化动力学模型——速率方程和拟定机理实例 115

5.3.4 多相催化动力学模型研究的几种动力学方法 118

5.4 多相催化反应中的传递过程 124

5.4.1 流体与催化剂外表面间的传递过程 125

5.4.2 简化的恒温粒内传质过程及对反应活化能和反应级数的影响 126

5.4.3 复杂情况下恒温粒内传质过程 129

5.4.4 非恒温反应中的有效因子 132

5.5 非稳态催化过程动力学简介 133

5.5.1 催化反应动力学中的多稳态与振荡 133

5.5.2 稳态同位素瞬变动力学分析 134

5.5.3 TAP技术 135

习题五 136

第6章 相变原理基础 139

6.1 相变的热力学分类 139

6.1.1 按热力学分类 139

6.1.2 按相变方式分类 141

6.1.3 按质点迁移特征分类 141

6.1.4 马氏体相变 141

6.1.5 有序-无序转变 142

6.2 相变过程的热力学条件 142

6.2.1 相变过程的不平衡状态及亚稳定状态 142

6.2.2 相变过程推动力 143

6.2.3 外界条件对相变推动力的影响 143

6.3 液-固相变过程动力学 144

6.3.1 晶核形成的热力学条件 145

6.3.2 晶核形成过程动力学 146

6.3.3 晶体生长过程动力学 148

6.3.4 析晶过程 151

6.3.5 影响析晶能力的因素 152

习题六 153

主要参考书目 155

附录 157

附录1 某些物质的临界参数 157

附录2 某些气体的范德华常数 158

附录3 热力学数据表 159

附录4 各种气体自25℃至某温度的平均摩尔定压热容（J·K-1·mol-1） 169

附录5 某些气体的摩尔定压热容与温度的关系 170

附录6 水溶液中某些离子的标准摩尔生成热（p？＝100kPa，T＝298.1 5K） 172

附录7 物质的标准摩尔燃烧热（p？＝100kPa，T＝298.1 5K） 172

附录8 基本常数 173

附录9 希腊字母表 173

附录10 元素的相对原子质量四位数表 174

附录11 一些物质的自由能函数（标准压力p？＝101.3 25kPa） 175