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目录1

前言1

绪论1

第一章 温度3

§1.1　平衡态　状态参量3

一、系统、外界3

二、平衡态3

三、状态参量4

§1.2 温度5

一、热平衡定律——热力学第零定律6

二、温度6

三、温标7

§1.3　状态方程15

一、理想气体状态方程15

二、非理想气体状态方程21

三、简单固体和液体23

＊四、拉紧的金属丝25

五、液体表面膜26

六、电介质27

七、顺磁质27

本章提要28

思考题29

习题30

第二章　热力学第一定律33

§2.1　热力学过程33

一、体积功34

§2.2 功34

二、等温拉伸弹性棒作的功37

三、表面张力的功37

四、可逆电池电荷移动的功38

五、磁介质的磁化功38

六、电介质的极化功39

§2.3　热量39

一、热量39

二、热量的计算　热容量40

一、内能42

§2.4　内能　热力学第一定律42

二、热力学第一定律43

§2.5　第一定律对均匀物质系统的应用45

一、均匀物质系统的定容热容量与内能45

二、均匀物质系统的定压热容量与焓45

三、均匀物质Cp与Cv的关系47

§2.6　第一定律对理想气体的应用47

一、理想气体内能　焓的表达式47

二、理想气体在一些简单过程中的能量转化情况及过程方程49

一、循环过程及其效率56

§2.7　第一定律对循环过程的应用56

二、卡诺循环及其效率59

§2.8　内燃机的理想循环63

一、定容加热理想循环——奥托（Otto）循环63

二、定压加热理想循环——狄塞尔（Diesel）循环65

三、逆向斯特林（Stirling）循环66

＊§2.9　空调器的制冷制热原理简介67

二、空调器的制热原理68

一、空调器的制冷原理68

本章提要69

思考题71

习题73

第三章　热力学第二定律与熵78

§3.1　实际宏观过程的不可逆性78

一、可逆过程与不可逆过程78

二、实际宏观过程的不可逆性80

§3.2　热力学第二定律82

一、热力学第二定律的基本表述82

二、热力学第二定律两种表述的等效性84

§3.3　热力学第二定律的统计意义86

一、气体自由膨胀过程不可逆性的统计解释86

二、功变热过程不可逆性的统计解释88

§3.4　卡诺定理88

一、卡诺定理88

二、关于制冷机的效能91

一、热力学温标的定义92

§3.5　热力学温标92

二、理想气体温标与热力学温标的关系94

§3.6　克劳修斯等式与不等式　熵94

一、克劳修斯等式与不等式95

二、熵　热力学第二定律的数学表述96

§3.7　理想气体熵函数的表达式102

§3.8　T-S图及其应用105

一、系统的微观态108

＊§3.9　熵的统计意义108

二、系统的宏观态与分布109

三、热力学几率110

四、玻耳兹曼关系111

＊§3.10　熵与信息111

一、信息与信息熵111

二、信息量113

三、信息熵与玻耳兹曼熵的关系114

本章提要115

思考题117

习题118

第四章　热力学函数及其应用121

§4.1　赫姆霍兹自由能　焓　吉布斯自由能121

一、勒让德（Legender）变换121

二、赫姆霍兹自由能121

三、焓122

四、吉布斯自由能123

五、理想气体的自由能和自由焓125

一、麦克斯韦关系126

§4.2　麦克斯韦关系及其应用126

二、麦克斯韦关系的应用127

§4.3　特性函数　吉布斯—赫姆霍兹方程132

§4.4　液体的表面张力与温度的关系134

§4.5　平衡辐射场的热力学性质135

§4.6　气体的节流膨胀与绝热膨胀138

一、气体的节流膨胀（焦耳—汤姆逊效应）138

二、气体的绝热膨胀142

三、气体的液化和低温的获得142

一、磁冷却实验装置145

§4.7　绝热去磁致冷法145

二、热力学分析146

§4.8　热力学第三定律147

一、热力学第三定律的表述147

二、趋于绝对零度时物质的一些性质152

本章提要152

思考题155

习题155

一、宏观物体是由大量微粒——分子（或原子）组成的158

§5.1　物质的微观模型158

第五章　气体分子运动论158

二、物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关159

三、分子之间有相互作用力160

§5.2　理想气体的压强161

一、理想气体的微观模型161

二、理想气体的压强161

三、平衡辐射光子气体的压强163

一、温度的微观意义165

§5.3　温度的微观意义165

＊四、简并压强165

二、对理想气体一些实验定律的推证168

§5.4　分子力170

一、林纳德—琼斯（Lennard—Jones）模型170

二、无吸引力的刚球模型172

三、苏则朗（Sutherland）模型172

§5.5　范德瓦耳斯气体的压强172

一、分子体积引起的修正172

二、分子间引力引起的修正173

本章提要174

思考题175

习题176

第六章　气体在平衡态下的统计分布规律178

§6.1　统计规律性与分布函数概念178

一、统计规律性178

二、对统计规律的数学描述179

§6.2　速度空间与速度分布函数180

一、麦克斯韦速度分布律181

§6.3　麦克斯韦分布律181

二、麦克斯韦速率分布律185

三、用麦克斯韦速率分布函数求平均值187

四、碰壁数Г及其应用188

五、误差函数192

§6.4　麦克斯韦—玻耳兹曼能量分布律193

一、重力场中粒子按高度的分布 等温气压公式193

三、麦克斯韦—玻耳兹曼能量分布律195

二、玻耳兹曼密度分布律195

§6.5　能均分定理与热容量197

一、自由度197

二、能量按自由度均分定理198

三、理想气体的内能199

四、理想气体的热容量200

本章提要204

思考题206

习题207

一、晶体的宏观特性211

＊第七章　固体211

§7.1 晶体与非晶体211

二、非晶体的宏观特性213

三、晶体的微观结构213

§7.2 晶体中粒子结合力的基本形式216

一、离子键216

二、共价键217

三、金属键217

四、范得瓦耳斯键217

五、氢键218

§7.3　晶体的结合能219

§7.4　晶体的热学性质223

一、晶体的热容量223

二、晶体的热膨胀224

三、晶体的热传导225

§7.5 晶体中的热缺陷及其运动225

一、晶体中的热缺陷225

二、热缺陷的运动226

§7.6　晶体中的扩散227

本章提要231

思考题232

习题232

第八章　液体234

§8.1　液体的微观结构234

一、液体分子的排列情况234

二、液体分子的热运动234

三、液体分子间的相互作用235

§8.2　液体的热容量236

§8.3　液体的热膨胀237

§8.4　液体的输运性质238

一、液体中的热传导238

二、液体中的扩散238

三、液体中的粘滞现象239

§8.5　液体的表面张力241

一、表面张力241

二、表面张力的微观本质244

§8.6　弯曲液面内外的压强差245

一、球形液面下的附加压强245

二、任意弯曲液面内外的压强差247

§8.7　液体与固体接触处的表面现象249

§8.8　毛细现象250

＊§8.9　液晶简介252

一、热变型液晶简介253

二、液晶的宏观特性及其应用253

本章提要254

思考题255

习题255

第九章　单元复相系的平衡和化学平衡257

§9.1　相变的一般概念及一级相变的普遍特征257

§9.2　物质的固、液、气三相之间的转变258

一、固液相变258

二、液气相变259

三、固气相变264

§9.3 开放系统的热力学基本方程265

一、热动平衡判据267

§9.4　热动平衡的判据和热动平衡条件267

二、平衡条件269

三、平衡的稳定性条件270

§9.5　单元复相系的平衡性质272

一、相平衡曲线　相图272

二、克拉珀龙方程276

三、沸点与压强的关系277

四、熔点与压强的关系278

＊五、相变潜热与温度的关系279

§9.6　蒸气压方程281

一、经验的蒸气压方程281

二、理论蒸气压方程282

§9.7　气液等温转变283

一、安德鲁斯实验283

二、物质的临界态285

§9.8　范德瓦耳斯等温线288

一、范德瓦耳斯等温线288

二、临界参量289

＊§9.9　液滴与蒸气的平衡　核心291

§9.10　热管295

＊§9.11　二级相变295

一、二级相变的实例295

二、朗道二级相变理论298

三、厄伦菲斯特（Ehrenfest）关于相变的分类301

＊§9.12　化学平衡条件　质量作用定理302

一、多元单相系的化学平衡条件302

二、质量作用定理303

本章提要306

思考题309

习题310

第十章　气体内的输运过程313

§10.1　输运过程的宏观规律313

一、粘滞现象的宏观规律313

二、热传导现象的宏观规律315

三、扩散现象的宏观规律316

§10.2　气体分子的平均自由程318

一、分子的碰撞截面318

二、分子的平均自由程和碰撞频率319

三、分子按自由程的分布321

§10.3　输运过程的微观解释323

一、粘滞现象的微观解释323

二、热传导现象的微观解释325

三、扩散现象的微观解释326

四、理论结果与实验的比较326

五、低压下的热传导和粘滞现象328

本章提要328

思考题329

习题330

＊第十一章　不可逆过程热力学简介332

§11.1 局域平衡概念　熵流与熵产生332

一、局域平衡概念332

二、熵流与熵产生333

三、输运过程中的熵密度产生率333

§11.2 线性不可逆过程 昂色格倒易关系336

一、线性不可逆过程中的熵密度产生率336

二、昂色格倒易关系338

二、温差电现象中的动力方程339

§11.3 昂色格原理的应用339

一、温差电效应339

三、对温差电效应的讨论340

§11.4　最小熵产生原理342

一、最小熵产生原理342

二、线性区耗散结构之不可能343

§11.5　耗散结构344

一、两种对立的演化观344

二、耗散结构346

三、耗散结构的热力学基础348

四、分支理论简介350

本章提要351

思考题352

附录Ⅰ 常用物理量（1986年推荐值）354

附录Ⅱ 物理量的单位356

附录Ⅲ 与本书有关的几个数学问题357

习题答案359

参考书目364