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导言1

第一章 热力学的基本规律3

1.1 热力学系统的平衡状态及其描述3

1.2 热平衡定律和温度6

1.3 物态方程8

1.4 功14

1.5 热力学第一定律18

1.6 热容和焓21

1.7 理想气体的内能22

1.8 理想气体的绝热过程 附录24

1.9 理想气体的卡诺循环27

1.10 热力学第二定律30

1.11 卡诺定理33

1.12 热力学温标34

1.13 克劳修斯等式和不等式36

1.14 熵和热力学基本方程38

1.15 理想气体的熵40

1.16 热力学第二定律的数学表述41

1.17 熵增加原理的简单应用43

1.18 自由能和吉布斯函数45

习题47

第二章 均匀物质的热力学性质51

2.1 内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分51

2.2 麦氏关系的简单应用52

2.3 气体的节流过程和绝热膨胀过程56

2.4 基本热力学函数的确定59

2.5 特性函数62

2.6 热辐射的热力学理论64

2.7 磁介质的热力学68

2.8 获得低温的方法70

习题73

第三章 单元系的相变76

3.1 热动平衡判据76

3.2 开系的热力学基本方程80

3.3 单元系的复相平衡条件82

3.4 单元复相系的平衡性质84

3.5 临界点和气液两相的转变88

3.6 液滴的形成93

3.7 相变的分类97

3.8 临界现象和临界指数99

3.9 朗道连续相变理论102

习题105

第四章 多元系的复相平衡和化学平衡 热力学第三定律109

4.1 多元系的热力学函数和热力学方程109

4.2 多元系的复相平衡条件112

4.3 吉布斯相律113

4.4 二元系相图举例 附录115

4.5 化学平衡条件119

4.6 混合理想气体的性质121

4.7 理想气体的化学平衡125

4.8 热力学第三定律128

习题133

第五章 不可逆过程热力学简介137

5.1 局域平衡 熵流密度与局域熵产生率137

5.2 线性与非线性过程 昂萨格关系141

5.3 温差电现象143

5.4 最小熵产生定理148

5.5 化学反应与扩散过程151

5.6 非平衡系统在非线性区的发展判据154

5.7 三分子模型与耗散结构的概念156

习题162

第六章 近独立粒子的最概然分布165

6.1 粒子运动状态的经典描述165

6.2 粒子运动状态的量子描述168

6.3 系统微观运动状态的描述173

6.4 等概率原理177

6.5 分布和微观状态178

6.6 玻耳兹曼分布181

6.7 玻色分布和费米分布185

6.8 三种分布的关系187

习题188

第七章 玻耳兹曼统计190

7.1 热力学量的统计表达式190

7.2 理想气体的物态方程195

7.3 麦克斯韦速度分布律197

7.4 能量均分定理200

7.5 理想气体的内能和热容206

7.6 理想气体的熵212

7.7 固体热容的爱因斯坦理论214

7.8 顺磁性固体216

7.9 负温度状态218

习题220

第八章 玻色统计和费米统计225

8.1 热力学量的统计表达式225

8.2 弱简并理想玻色气体和费米气体228

8.3 玻色-爱因斯坦凝聚230

8.4 光子气体235

8.5 金属中的自由电子气体239

习题245

第九章 系综理论250

9.1 相空间 刘维尔定理250

9.2 微正则系综253

9.3 微正则系综理论的热力学公式 附录257

9.4 正则系综262

9.5 正则系综理论的热力学公式264

9.6 实际气体的物态方程266

9.7 固体的热容272

9.8 液4He的性质和朗道超流理论 附录277

9.9 伊辛模型的平均场理论 附录285

9.10 巨正则系综290

9.11 巨正则系综理论的热力学公式292

9.12 巨正则系综理论的简单应用 附录295

习题300

第十章 涨落理论304

10.1 涨落的准热力学理论304

10.2 临界点邻域序参量的涨落308

10.3 序参量涨落的空间关联313

10.4 临界指数的标度关系 普适性315

10.5 布朗运动理论319

10.6 布朗颗粒动量的扩散和时间关联322

10.7 布朗运动简例326

习题330

第十一章 非平衡态统计理论初步333

11.1 玻耳兹曼方程的弛豫时间近似333

11.2 气体的黏性现象336

11.3 金属的电导率339

11.4 玻耳兹曼积分微分方程341

11.5 H定理346

11.6 细致平衡原理与平衡态的分布函数350

习题352

附录356

A 热力学常用的数学结果356

B 概率基础知识359

C 统计物理学常用的积分公式366

索引369

参考书目379

物理常量表380