绪论 1
第一章 玻耳兹曼分布定律 3
§1．麦克斯韦速度分布和气体分子的平动能分布 3
§2．晶体中原子振动能的分布 9
习题 13
第二章 玻耳兹曼分布、最可几分布和平衡分布 17
§3．体系的分布及其微观状数 17
§4．微观状态数最大的分布和玻耳兹曼分布 24
4-1．拉格朗日未定乘数法和斯透林公式 24
4-2．微观状态数最大的分布及其能级分布数公式 28
§5．最可几分布和平衡分布 30
习题 34
第三章 平动子和简谐振子的配分函数 40
§6．平动子和简谐振子的配分函数计算 41
6-1．平动子的配分函数 41
6-2．简谐振子的配分函数和晶体的比热 44
§7．配分函数在相空间中的表达和计算 47
7-1．相空间 47
7-2．配分函数在相空间中的表达 51
7-3．在相空间中计算平动子和简谐振子的配分函数 53
7-4．相体积不变定理 54
§8．平动子和简谐振子体系的分布函数 59
8-1．三维平动子体系 59
8-2．在重力埸作用下的气体 62
8-3．简谐振子体系 63
习题 68
第四章 分子的配分函数 74
§9．双原子分子的运动和配分函数 74
9-1．双原子分子运动的分析 74
9-2．配分函数的析因子性质 79
9-3．双原子分子的转动配分函数 80
9-4．双原子气体的比热 86
§10．多原子分子的运动和配分函数 91
10-1．多原子分子的运动自由度和配分函数 91
10-2．刚性转子的配分函数 96
10-3．多原子分子的简正振动方式 101
§11．双原子和多原子气体的分布函数 111
11-1．配分函数的析因子性质在求算分布函数时的应用 111
11-2．在外电埸作用下的极性气体及其分布函数 112
11-3．能级分布数和平衡常数 116
习题 121
§12．熵的统计意义 134
第五章 熵、自由能和自由焓函数 134
12-1．熵函数和微观状态数之间的联系 136
12-2．散开效应 139
§13．体系的微观状态数和配分函数 140
13-1．撷取最大项法及其原理 140
13-2．定域子和离域子体系的微观状态数和配分函数 141
13-3．混合独立子体系及其微观状态数和配分函数 143
§14．孤立体系的熵增加原理及其热平衡、压力平衡和混合趋向 145
14-1．热平衡 145
14-2．压力平衡和混合趋向 149
§15．自由能和自由焓及其与等温体系的关系 154
15-1．自由能和自由焓减少原理及其与熵增加原理的关系 155
15-2．处理等温平衡的统计力学方法及其示例 159
习题 168
第六章 平衡常数 177
§16．双原子气体反应 177
16-1．气体反应I2?2I 177
16-2．气体反应H2?2H 180
16-3．气体反应H2十D2?2HD 183
§17．同位素交换反应 184
17-1．同位素交换反应的特点 185
17-2．同位素交换反应在经典埸合下的平衡常数 188
17-3．同位素交换的分离因子和量子效应 190
17-4．计算同位素交换反应平衡常数的典型方法和实例 192
§18．热力学函数的计算和应用 198
18-1．热力学函数的计算 198
18-2．从函数求算平衡常数的实例 202
习题 204
第七章 速度常数 216
§19．化学反应的基本过程及其分子碰撞理论 216
19-1．基本过程及其速度方程 216
19-2．速度常数和阿累尼乌斯方程 218
19-3．若干重要的双分子碰撞数公式及其推引 220
19-4．分子碰撞理论及其对阿累尼乌斯方程的诠释 229
§20．基本过程的过渡状态理论 232
20-1．反应物系的位能面及其反应坐标和过渡状态 233
20-2．过渡状态理论的基本假设及其速度常数公式 237
20-3．活化焓和活化熵 243
§21．双分子、三分子和单分子气体反应 245
21-1．双分子反应 246
21-2．三分子反应 251
21-3．单分子反应 256
习题 268
第八章 绝对熵 279
§22． 熵的各种来源和统计熵 279
22-1．平动子体系的绝对熵和萨古-太特洛德方程 280
22-2．气体的统计熵及其计算的实例 281
22-3．热熵和构型熵 286
§23．量热熵及其与统计熵的对比 293
23-1．量热熵及其测定 293
23-2．若干简单气体的量热熵及其与统计熵的对比 297
23-3．玻璃态及其残余熵 303
23-4．分子的阻障内旋转和熵 308
§24．热力学第三定律及其检验 314
24-1．奈恩斯特热定理及其背景 315
24-2．热力学第三定律的各种说法 318
24-3．热力学第三定律在物理化学中的验证和应用 321
习题 324
第九章 简井气体 335
§25．玻色-爱因斯坦和费密-狄喇克气体 335
25-1．微粒的不可分辨性和两类量子气体 336
25-2．玻色-爱因斯坦气体及其分布公式 340
25-3．费密-狄喇克气体及其分布公式 342
25-4．两类量子气体的热力学函数 345
25-5．气体的简井 352
§26．光子气和电子气 357
26-1．空腔辐射 358
26-2．金属中的电子气 364
26-3．半导体中的电子和空穴 372
习题 378
第十章 系综原理 383
§27．正则系综 383
27-1．正则系综和正则配分函数 383
27-2．正则配分函数和热力学函数 388
27-3．正则系综方法的检验和应用 390
§28．巨正则系综 393
28-1．巨正则系综和巨配分函数 394
28-2．巨配分函数和热力学函数 398
28-3．巨正则系综方法的检验和应用 400
§29．涨落 406
29-1．涨落和有关的基本公式 407
29-2．正则系综中的涨落 409
29-3．巨正则系综中的涨落 411
习题 417
30-1．不完全气体的配分函数及其构型积分 428
第十一章 不完全气体 428
§30．不完全气体的粗放统计处理 428
30-2．不完全气体的第二维里系数 431
30-3．分子间互作用的位能函数 435
§31．不完全气体的梅逸理论 439
31-1．集团排列、集团组合和集团分布 440
31-2．构型积分和集团积分 443
31-3．集团积分和不可约积分 447
31-4．不完全气体的状态方程和热力学函数 449
习题 454
§32．相当状态原理及其统计诠释 458
第十二章 稠密气体和液体 458
§33．点阵模型和囚胞法 465
§34．径向分布函数法 474
习题 482
第十三章 晶体 487
§35．晶体的振动和比热 487
35-1．连续介质模型和德拜晶体比热公式的推引 489
35-2．晶体振动的点陣结构模型 495
§36．晶体中的无序和缺陷 503
36-1．晶态和三维点阵 503
36-2．无序和缺陷的实例及其起因的分析 506
36-3．易兴模型和自旋体系的统计理论 512
36-4．热缺陷的统计理论 524
习题 529
第十四章 正规溶体 539
§37．正规溶体模型和高尔斯基-布喇格近似 539
37-1．正规溶体模型 539
37-2．正规溶体的配分函数和热力学函数 544
37-3．高尔斯基-布喇格近似 548
38-1．正规溶体和喇乌耳定律 552
§38．正规溶体的若干重要效应 552
38-2．临界混合现象 556
38-3．固溶体及其超结构 561
§39．正规溶体的似化学平衡处理 571
习题 582
经典文献 587
主要符号表 588
附录 591
自然常数 591
能量单位换算因子 591
常用定积分公式 592