第1章 热力学学科的理论基础 1
1.1 热力学学科及其适用范围 1
1.2 能量的两大基本特性 2
1.3 热力学的一些基本概念 3
1.3.1 体系和环境 3
1.3.2 平衡态、非平衡定态和非平衡态 4
1.3.3 状态参数或态函数 5
1.3.4 状态方程 6
1.3.5 可逆过程、不可逆过程和准静态过程 6
1.3.6 自发过程和非自发过程 7
1.4 热力学理论基础及其基本定律 7
1.4.1 热力学第零定律和局域平衡近似 7
1.4.2 热力学第一定律 8
1.4.3 卡诺定理 9
1.4.4 绝对温度 11
1.4.5 热力学第二定律 12
1.4.6 熵函数的物理意义 14
1.5 热力学第二定律的一种新表述 16
参考文献 18
第2章 简单体系的经典热力学 20
2.1 平衡热力学（可逆过程热力学） 20
2.2 非平衡热力学（不可逆过程热力学） 23
2.3 平衡的判据 24
2.4 熵变的计算 25
2.5 吉布斯自由能与温度或压强的关系 30
2.6 熵产生的计算 34
2.7 平衡相图 38
参考文献 39
第3章 低压金刚石耦合模型：热力学发展的突破口 41
3.1 高压法人造金刚石 41
3.2 激活低压气相生长人造金刚石 43
3.3 超平衡原子氢择优腐蚀的动力学模型 47
3.4 低压金刚石的热力学耦合模型 49
3.5 低压金刚石的热力学耦合反应机理 50
3.6 一个全新的热力学领域——非耗散热力学 52
参考文献 54
第4章 现代热力学的非耗散热力学 57
4.1 非耗散热力学和非平衡相图 57
4.2 激活石墨的热力学数据 58
4.2.1 吉布斯自由能法 58
4.2.2 平衡常数法 60
4.3 非平衡相图的计算 62
4.4 C-H体系的T-X非平衡相图 65
4.5 C-H和C-O体系T-p-X非平衡相图 69
4.6 C-H体系气相成分的非平衡相图 72
4.7 C-H-O体系三元非平衡相图 74
4.8 非耗散热力学和非平衡相图的新领域 80
参考文献 82
第5章 现代热力学的耗散热力学 87
5.1 低压人造金刚石耗散热力学的定量化计算 87
5.2 珍宝级克拉低压人造金刚石的成功 93
5.3 高速低压CVD金刚石的现代热力学 97
5.4 ATP生物合成的化学渗透理论 100
5.5 化学振荡，循环反应和螺旋反应 104
5.6 热扩散现象 108
5.7 贝纳德图案 110
5.8 其他一些宏观学科的发展 111
5.8.1 天体演化 111
5.8.2 生物进化 113
5.8.3 通识教育对现代热力学的重要性 114
参考文献 117
第6章 热力学是一门严谨的基础科学 119
6.1 昂萨格倒易关系属于连续介质力学 119
6.2 耗散结构理论的核心不是热力学 123
6.3 普里高津的现代热力学核心差错 124
6.4 低压人造金刚石是现代热力学的试金石 126
6.5 昂萨格和普里高津的热二律等式“遗漏” 128
6.6 1873年瑞利的“耗散最小化原理” 130
6.7 昂萨格倒易关系的反应动力学推导 132
6.8 普里高津的“熵产生计算的一般表达式” 134
6.8.1 热传导过程的熵产生 135
6.8.2 热传导和物质输运同时进行的熵产生 136
6.8.3 “熵产生计算的一般表达式” 137
6.9 热力学学科的基本特征 139
参考文献 140
附录1 1865年克氏热二律扩展表述的重新发现 142
一.克劳修斯扩展表述，物理学界百年未承 142
二.全新的非平衡相图，超越于经典热力学 146
三.千万不能反对热二律，否则涉嫌第二类永动机 150
四.站在巨人肩膀创新，实现学科飞跃发展 152
五.对20世纪热力学第二定律状况客观评价 153
附录2 金刚石与热力学的浪漫相遇—低压人造金刚石缘何 158
突破经典热力学 158
一.实践是检验真理的唯一标准！ 159
二.通识教育的重要性 161
三.热力学是一门最硬的学科 162
四.经典热力学第二定律：熵产生原理和能量耗散定律 164
五.经典热力学的成功范例——高压人造金刚石 165
六.低压人造金刚石不是“点金术”（alchemy） 166
七、热力学耦合模型突破经典热力学 170
八.非平衡定态相图 172
九.热力学第二定律的扩展表述和热力学学科的完整分类 176
十.现代热力学的应用实例 178
十一.我们要实现一个“中国梦”！ 181