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第1部分 从平衡态热力学到局域平衡热力学7

第1章　Gibbs平衡态热力学与广义非平衡态热力学7

1.1 Gibbs平衡态热力学的成就及其局限性7

1.2　Brussels学派与广义非平衡态热力学14

第2章 非平衡态热力学理论基础的建立：局域平衡理论与熵平衡方程17

2.1 开放体系及守恒方程17

2.2 开放体系中热力学第二定律的普遍表达式21

2.3 局域平衡理论及其适用范围24

2.4 开放体系的熵平衡方程26

2.5 化学反应导致的熵产生：化学反应耦合及其与反应热效应的关系29

2.6 电化学反应的熵产生32

第3章　线性非平衡态热力学36

3.1 力和流的转换性——等价体系36

3.2 在平衡态附近力和流的相互关系：唯象关系式及其适用范围40

3.3　唯象系数的基本性质42

3.4 不可逆过程的相干性：线性非平衡态热力学计算示例46

3.5 非平衡定态的热力学意义及定态的级52

3.6 Prigogine最小熵产生原理53

3.7 近平衡区演化方向判据表达形式的多样性60

3.8 非平衡定态耦合71

3.9 非平衡定态的稳定性及线性非平衡区出现有序结构的不可能性75

第4章　非线性非平衡态热力学78

4.1 非线性区熵产生随时间的变率：Glansdorff-Prigogine一般演化判据78

4.2 决定非平衡体系在非线性区演化进程的热力学因素与动力学因素及两者的互补性81

4.3 演化判据与动力学势88

4.4　局域势、超局域势及超熵产生93

4.5 非线性非平衡区定态的稳定性：Glansdoorff-Prigogine稳定性判据98

4.6　化学反应体系非平衡定态的稳定性103

4.7 非平衡定态的失稳及耗散结构106

第2部分　从局域平衡热力学到随机热力学112

第5章　随机热力学：新兴的热力学分科112

5.1 局域平衡热力学的成就及面临的问题112

5.2 非平衡态热力学的概率统计方面：随机过程理论渗入热力学115

5.3 随机方法论的基本概念：状态及过程的随机描述法117

5.4　超越局域平衡假定的桎梏：随机热力学建立的历史回顾125

第6章　近平衡定态化学反应体系的随机热力学：Gauss涨落的热力学效应128

6.1 非平衡化学反应体系的内涨落沿决定性路径展布的量级128

6.2 Markov过程的随机熵平衡方程131

6.3 具有Poisson分布的简单化学反应模型体系定态的随机熵产生与Gibbs熵产生133

6.4 Gauss区化学反应体系随机熵产生的普遍表达式与涨落熵产生134

6.5 非均匀化学反应体系：扩散对涨落熵产生的贡献139

6.6　平衡态邻域化学反应体系定态涨落熵产生的负定性143

6.7 随机熵产生的变分性质：Markov过程的最小熵产生理论147

6.8　涨落熵产生与耗散体系在平衡态附近的宏观稳定性149

6.9 随机势描述法：超熵产生速度与G-P判据152

6.10 H泛函及H定理在随机稳定性理论中的地位：Glansdorff-Prigogine判据的随机推广问题157

第7章　远离平衡的定态化学反应体系的随机热力学：临界涨落的热力学效应163

7.1 Gauss渐近假设不成立时定态化学反应体系中涨落熵产生的普适表达式164

7.2　展布指数α≈3/4的临界涨落对定态随机熵产生的贡献170

7.3 远平衡临界区化学反应体系定态的涨落熵产生及宏观稳定性172

第8章　化学反应体系非平衡定态宏观稳定性的随机热力学理论178

8.1 Gauss分布区及临界分布区宏观扰动的随机描述：最可几值对定态的偏离导致的概率分布微扰180

8.2　概率分布微扰对应的超随机熵的负定性：一个与宏观扰动相关的随机Lyapunov泛函185

8.3 Gauss区化学反应体系非平衡定态宏观稳定性的随机热力学判据187

8.4 临界分布区非平衡定态化学反应体系宏观稳定性的随机热力学判据195

第3部分　随机热力学理论的拓展：建立外噪声热力学效应的随机量度第9章　受Gauss噪声影响的有限化学反应体系的涨落及其描述200

9.1 Gauss噪声及其分类特征概述201

9.2 内涨落和外噪声的联合描述203

9.3 Gauss白噪声作用下有限化学反应体系定态在有效概率分布及条件概率分布层次上涨落绕均值的展布：外噪声对体系涨落展布特征的损毁207

第10章　受Gauss噪声影响的有限化学反应体系定态的耗散：Shanon信息熵的推广及内-外涨落熵产生213

10.1 Shanon熵之推广：受外控参数噪声随机支配的有限化学反应体系的熵214

10.2　随机熵平衡方程216

10.3 Gauss白噪声作用下体系的定态随机熵产生220

10.4 色噪声作用下体系的定态随机熵产生233

10.5 一个受Gauss白噪声作用的简单模型235

第11章　受Gauss噪声影响的有限化学反应体系非平衡定态稳定性的随机分析：外噪声对有限化学反应体系宏观稳定性的贡献239

11.1 受Gauss噪声影响的体系之条件概率分布函数在定态附近的微扰239

11.2 条件概率分布及有效概率分布层次上的随机稳定性判据：在受到Gauss噪声影响时G-P稳定性判据的随机模拟248

11.3 受Gauss噪声影响的有限的化学反应体系稳定性分析计算示例266

11.4 噪声作为外扰动探测有限化学反应体系定态的宏观稳定性：G-P判据与受Gauss噪声影响的有限化学反应体系之涨落熵产生270

第4部分　随机热力学在物理化学中的应用：不可逆电极过程的随机热力学第12章 围绕电极反应体系非平衡定态的涨落与浓差极化：浓差极化的随机热力学276

12.1 扩散步骤滞后的不可逆电极过程的简化随机模型：围绕电极化学反应体系非平衡定态的涨落276

12.2 Gibbs熵产生与电极过程非平衡定态涨落熵产生：两者对浓差极化的贡献281

12.3 非Nernst浓差极化计算示例283

12.4 非平衡定态电极反应体系的非理想性286

第13章　不可逆电极过程极化的耗散-涨落公式：关于浓差极化和活化极化的统一的随机热力学理论288

13.1 不可逆电极过程的普适随机模型：电化学步骤及与之相耦合的扩散步骤的耗散289

13.2　非平衡定态电极过程极化的耗散-涨落公式292

13.3 极化的耗散-涨落公式之极限形式及其宏观近似298

第14章　不可逆电极过程中噪声诱发的极化305

14.1 受Gauss噪声影响的不可逆电极过程之随机模型：在噪声作用下非平衡定态电极化学反应体系涨落分布的泛函化305

14.2 受Gauss噪声影响的不可逆电极过程的耗散及极化：外噪声对极化的贡献310

14.3 不可逆电极过程中Gauss白噪声诱发的极化计算示例314

作者后记323

参考文献325

基本符号汇编331

索引335