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第一章 热学基础知识与温度1

1．1 热学基础知识1

一、热现象及其宏观理论1

二、热运动与热现象的微观理论3

(1) 宏观物体是由大量分子组成的3

(2) 分子的热运动及其实验事实5

(3) 分子间的相互作用力8

(4) 热运动的混乱无序性11

(5) 统计规律性与热现象微观理论17

1．2 热力学系统、状态与过程20

一、热力学系统20

二、系统状态与状态参量21

三、准静态过程24

1．3 热力学第零定律与温度26

一、热力学第零定律26

二、温度28

三、温标30

(1) 经验温标30

(2) 理想气体温标31

(3) 热力学温标33

(4) 国际温标33

1．4 状态方程34

一、理想气体的状态方程34

二、混合理想气体的状态方程38

三、实际气体的状态方程39

四、简单固体与液体的状态方程43

习题46

第二章 热力学第一定律及其应用48

2．1 功与热量48

一、功48

二、热量53

2．2 内能与热力学第一定律59

一、内能59

二、热力学第一定律61

2．3 热力学第一定律的应用63

一、热容量与焓63

二、理想气体的内能与焓66

三、理想气体准静态绝热过程与γ的测量72

四、多孔塞实验与焦耳-汤姆孙效应76

五、循环过程与热机效率84

习题94

第三章 热力学第二定律与熵101

3．1 热力学第二定律的经典表述101

一、自然界实际热力学过程的不可逆性101

二、热力学第二定律的经典表述105

3．2 卡诺定理与热力学温标108

一、卡诺定理108

二、一般p-V系统内能U与体积V的关系113

三、热力学温标116

3．3 克劳修斯的等式与不等式120

3．4 熵与熵增加原理126

一、熵的定义126

二、熵与熵差的计算129

三、热力学基本方程与T-S图136

四、熵增加原理与熵的统计解释139

(1) 熵增加原理139

(2) 熵的统计解释145

习题148

第四章 麦克斯韦-玻尔兹曼分布律154

4．1 理想气体压强公式与温度的统计解释154

一、气体分子动理论与理想气体压强公式154

二、温度的统计解释157

4．2 麦克斯韦分布律及其应用159

一、统计规律性与概率分布159

二、麦克斯韦速度分布律168

三、麦克斯韦速率分布律174

四、麦克斯韦分布律的应用179

(1) 理想气体的状态方程179

(2) 碰壁数与泻流181

五、麦克斯韦速率分布律的实验验证184

(1) 葛正权实验184

(2) 密勒(Miller)和库士(Kusch)实验185

4．3 玻尔兹曼分布律187

一、玻尔兹曼分子数密度分布律187

二、麦克斯韦-玻尔兹曼分布律191

4．4 能量均分定理与理想气体的热容量193

一、自由度与能量均分定理193

(1) 自由度193

(2) 能量均分定理194

二、理想气体的内能与热容量197

习题204

第五章 气体输运过程的分子动理论基础207

5．1 非平衡态与非平衡态过程207

一、平衡态与非平衡态207

二、无序向有序的转变210

5．2 气体的热传导过程与能量输运213

一、热传导的实验规律214

二、气体系统热传导实验规律的微观解释217

三、理论所得结果的讨论219

5．3 黏滞性与动量输运221

一、黏滞力的实验规律222

二、气体黏滞性实验规律的微观解释224

三、理论结果的讨论226

5．4 气体扩散现象与物质输运227

一、气体扩散的实验规律228

二、气体扩散实验规律的微观解释231

三、理论结果的讨论232

四、稀薄气体中的输运过程234

习题235

第六章 固、液体性质简介与相变237

6．1 固体与液体性质简介237

一、固体性质简介237

二、液体性质简介244

6．2 单元系一级相变特征与复相平衡255

一、相与相变255

二、单元系一级相变的普遍特征256

三、复相平衡与相平衡条件259

四、相图261

五、克拉珀龙(Clapeyron)方程265

6．3 气液相变与临界点267

一、蒸发与沸腾267

二、饱和蒸气压方程和沸点与压强的关系272

三、临界点274

6．4 固液相变与固气相变283

一、固液相变283

二、固气相变285

6．5 相变分类与超流和超导现象288

一、相变分类288

二、超流现象λ相变290

三、超导电性和正常态与超导态相变293

习题296

附录 常用常数表298