第一部分 热力学 3
第1章 引论 3
1．1 一些巨观的观念：平衡态，温度，热力学第零定律 3
1．1．1 物理系统 3
1．1．2 平衡态 3
1．1．3 态函数 3
1．1．4 热力学第零定律 4
1．1．5 温度 4
1．1．6 态函数与非态函数 6
1．2 一些巨观的系数 8
1．2．1 等压（isobaric，或isopiestic）变迁：膨胀系数α 9
1．2．2 等容积（isochoric，或isopycnic，或isosteric）变迁：压力系数β 9
1．2．3 等温（isothermal）变迁：压缩系数κ 9
1．2．4 体积弹性系数B（bulk modulus） 9
1．3 外延量与内含量（extensive and intensive quantity） 10
习题 11
第2章 热力学第一定律 12
2．1 第一定律：能之守恒 12
2．2 第一定律的应用：气体的比热 12
2．3 焓 15
2．4 绝热过程：比热Cp，CV 18
2．5 第一定律于热力化学之应用 20
2．5．1 物态的变迁 20
2．5．2 溶解及稀释 21
2．5．3 化学反应 21
2．5．4 周环的过程 21
第3章 热力学第二定律 23
3．1 可逆及不可逆过程 23
3．1．1 气体的绝热压缩及膨胀 24
3．1．2 气体的等温压缩及膨胀 24
3．1．3 气体的“自由膨胀” 25
3．1．4 热的传导 25
3．1．5 摩擦生热 25
3．1．6 气体扩散 25
3．2 热力学第二定律 25
3．3 Carnot循环过程 26
3．4 绝对温度标 27
3．5 熵 29
3．6 可逆的绝热过程，δQ=0，dS=0 31
3．7 熵与第二定律 32
3．8 气体扩散混合之熵改变 36
3．9 热力学函数与第二定律 38
3．9．1 热力学函数及微分关系 38
3．9．2 第二定律 42
3．10 第二定律的应用 43
3．11 Joule-Thomson实验——冷却机原理 47
3．12 磁性 49
3．12．1 顺磁性物体，如稀有土属原子，氧O2，N02分子等 50
3．12．2 铁磁性，如铁，镍，钴等 51
3．12．3 磁比热 52
3．12．4 以绝热消磁化（demagnetization）产生低温度法 54
附录 热力学函数 55
习题 57
第4章 热力平衡 60
4．1 热力平衡的条件 60
4．2 外力场下的热力平衡 62
4．3 相转变 65
4．3．1 第一阶相转变 68
4．3．2 第二阶相转变 71
4．4 相转变——van der Waals气体 73
4．5 Gibbs之相定则 76
4．6 化学反应平衡——质量作用定律 82
4．6．1 质量作用定律 82
4．6．2 Van’t Hoff反应等压式 85
4．6．3 Braun-Le Chatelier原理 85
4．6．4 Van’t Hoff反应等体积式 86
4．7 光谱之恒星分类——Saha氏理论 87
第5章 第二定律之Carathéodory氏式 90
5．1 积分因子（integrating factor） 90
5．2 积分因数存在之条件：几何解释 93
5．3 Carathéodory之热力学第二定律 95
5．4 △S≥0 98
第6章 第三定律 100
习题 103
第二部分 气体运动论 107
第7章 气体运动论 107
7．1 气体的压力，温度，动能 107
7．2 能之等分配定律 110
7．3 平均自由径，移动率 115
7．4 均功定理，气态方程式 118
7．5 分子速度分布——MaxWell分布 121
附录 van der Waals气体方程式 124
第8章 Boltzmann方程式及H定理 128
8．1 Boltzmann方程式 128
8．2 Boltzmann方程式之不可逆性——H定理 131
8．3 平衡态 133
8．4 H定理，热力学与不可逆性 135
习题 140
第9章 气体之热传导，黏性及扩散 143
9．1 输运现象 143
9．2 热之传导 145
9．3 黏性 146
9．4 扩散 148
9．5 其他不可逆过程 151
第10章 Brownian运动 152
10．1 Fokker-Planck方程式 152
10．2 J.Perrin（1908年）作两个实验，不仅证实上述理论，且首次量得Avogadro数N之值 154
10．3 Langevin的方法 155
第11章 Boltzmann方程式之解：输运系数 157
11．1 气体运动方程式 157
11．2 Boltzmann方程式之解：Chapman，Enskog法 161
11．3 Boltzmann方程式——若干基本问题 167
11．3．1 高密度气体的问题 167
11．3．2 起伏的问题 168
11．3．3 Boltzmann方程式的基础 168
第12章 气体之运动——统计理论 170
12．1 Liouville方程式及系综 170
12．2 Bogoliubov，Born，Green，Kirkwood，Yvon方程式系 173
12．2．1 参数ξ之选择 174
12．2．2 气体 175
12．3 B-B-G-K-Y方程式之解：多时标方法 177
12．4 游离体的运动方程式 180
第13章 不可逆热力学引论 186
13．1 熵之产生，热传导 186
13．2 热电现象 189
13．2．1 Peltier效应 189
13．2．2 Thomson效应 189
13．2．3 Seebeck效应 190
13．2．4 Seebeck效应与Peltier效应 190
13．2．5 Peltier效应，Thomson效应与Seebeck效应 191
13．3 不可逆热力学——热电现象 193
13．4 Onsager互易关系 196
第14章 几率，Markov过程与不可逆性 198
14．1 Markov过程 198
14．1．1 无规过程 198
14．1．2 稳定无规过程 198
14．1．3 Gauss稳定无规过程 199
14．1．4 有条件的几率 199
14．1．5 Markov过程 199
14．1．6 稳定Markov过程 200
14．2 起伏散逸关系，Brownian运动 201
14．3 几率与时间的矢向——不可逆性 203
14．4 “主方程式” 206
习题 208
第三部分 统计力学 211
第15章 几率引论 211
15．1 几率观念 211
15．2 几率，平均值 212
15．3 连续变数之几率 215
15．4 中心极限定理 217
15．5 起伏现象——几率计算之简单应用 219
15．5．1 气体密度起伏 219
15．5．2 折光率与密度起伏 220
15．5．3 原子核之α衰变 221
15．5．4 Shot效应 221
习题 221
第16章 统计力学——Maxwell-Boltzmann理论 224
16．1 分子密度之分布 225
16．2 速度的分布问题——几率与熵 228
16．3 “最可能态”：μ空间法 230
16．4 Maxwell-Boltzmann统计力学——Γ空间法及Ergodic假定 236
16．5 统计力学与不可逆过程 240
16．6 几率与热力学 241
16．7 总结 246
16．7．1 几率观念与热力学观念的关系 246
16．7．2 统计力学的力学部分 246
习题 247
第17章 Darwin及Fowler平均值法 249
17．1 平均值 249
17．2 Darwin-Fowler法与热力学 253
习题 257
第18章 统计力学——系综理论 258
18．1 Gibbs之系综理论 259
18．l．1 微正则系综（microcanonical ensemble） 259
18．1．2 正则系综（canollical ensemble，亦称macrocanonical ensemble） 261
18．1．3 大正则系综（grand canonical ensemble） 262
18．2 系综理论，热力学熵定律及气体运动论之H定理 266
18．3 微正则系综与热力学 269
18．4 正则系综与热力学 270
18．4．1 平衡态系 270
18．4．2 两个系之合并 273
18．4．3 起伏 276
18．5 大正则系综 278
18．5．1 热力函数 278
18．5．2 起伏 279
18．5．3 Gibbs之佯谬 281
18．6 MaxWell-Boltzmann，Darwin-Fowler，Gibbs三种统计力学 281
习题 282
第19章 Boltzmann，Bose-Einstein及Fermi-Dirac统计 285
19．1 引言 285
19．2 Bose统计——黑体辐射Planck公式 287
19．3 Bose-Einstein统计 288
19．4 Fermi-Dirac统计 290
19．5 三种统计的关系——L.Brillouin法 292
19．6 简并系统 293
19．6．1 弱简并：γ<0，eγ<<1 295
19．6．2 强简并之B-E气体（γ=0谓为完全简并） 295
19．6．3 爱因斯坦凝结 296
19．6．4 强简并之F-D气体，γ>>1 297
19．7 金属中之电子、原子分子中之电子 300
19．8 量子统计对金属输运性质之应用 303
19．9 量子统计对电热现象之应用 309
19．9．1 Thomson效应 309
19．9．2 Seeback效应 310
19．9．3 Peltier效应 312
习题 313
第20章 量子统计与量子力学 314
20．1 引言 314
20．2 F-D统计 316
20．3 8-E统计 319
20．4 Boltzmann统计 320
第21章 微观的可逆性与巨观的不可逆性 321
21．1 导言 321
21．2 热力学第零定律 322
21．3 巨观观点的几率性及不可逆性 323
21．4 由微观描述至巨观描述：收缩法 324
索引 328