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新概念物理教程 热学(第2版)

高等教育百门精品课程精品项目

作者:
赵凯华 罗蔚茵
定价:
37.00 元
版面字数:
360.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
336
最新
印次时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-017680-3
物料号:
17680-00
出版时间:
2005-11-30
读者对象:
高等教育
一级分类:
物理学与天文学类
二级分类:
物理学/应用物理学/天文学专业课程
三级分类:
热学

本书是在第一版的基础上,根据教学需要,结合读者使用此书的建议和意见,修订而成的。本书第一版是教育部“面向21 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,是面向21 世纪课程教材;原书在结构上有较大的变化,在内容上有较大的更新,在用现代观点审视教学内容、向当代前沿开设窗口和接口、培养物理直觉能力等方面有较大的改革。这次修订保持了原书的上述特色,除订正了一些错误外,主要的修改在第二章中的量子统计分布。修订时删去一些太深的内容,更多地采用定性半定量的方法,突出物理图像。此外,书后还增补了习题答案。本书包括热学基本概念和物质聚集态、热平衡态的统计分布律、热力学第一定律、热力学第二定律、非平衡过程等五章和两个数学附录。

本书可作为高等学校物理类专业的教材或参考书,特别适合物理学基础人材培养基地选用。对于其它理工科专业,本书也是教师备课时很好的参考书和优秀学生的辅助读物。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 热学基本概念和物质聚集态
        • § 1.温度
          • 1.1 温度计和温标
            • 1.2 热力学第零定律
              • 1.3 理想气体物态方程和理想气体温标
                • 1.4 温度大观
                • § 2.热量及其本质
                  • 2.1 量热学 热质说与热动说
                    • 2.2 原子论
                      • 2.3 分子力与分子运动
                      • § 3.物质聚集态随状态参量的转化与共存
                        • 3.1 闭合系的 p -V-T 曲面
                          • 3.2 等温线 多相共存
                            • 3.3 p -T 三相图
                            • § 4.气 体
                              • 4.1 气体的微观模型和温度的微观意义
                                • 4.2 理想气体压强公式
                                  • 4.3 理想气体定律的推导
                                    • 4.4 实际气体
                                    • § 5.固 体
                                      • 5.1 晶体结构
                                        • 5.2 非晶态与准晶态
                                          • 5.3 固体中分子的热运动
                                          • § 6.化学键
                                            • 6.1 离子键
                                              • 6.2 共价键
                                                • 6.3 金属键
                                                  • 6.4 范德瓦耳斯键
                                                    • 6.5 氢键
                                                    • § 7.液 体
                                                      • 7.1 液体 ——— 稠密的实际气体
                                                        • 7.2 液体 ——— 濒临瓦解的晶格
                                                          • 7.3 表面张力的由来
                                                          • 本章提要
                                                            • 思考题
                                                              • 习题
                                                              • 第二章 热平衡态的统计分布律
                                                                • § 1.麦克斯韦速度分布律
                                                                  • 1.1 统计规律与分布函数的概念
                                                                    • 1.2 速度空间与速度分布函数
                                                                      • 1.3 麦克斯韦分布律的导出
                                                                        • 1.4 方均根速率
                                                                          • 1.5 平均速率
                                                                            • 1.6 泻流速率
                                                                            • § 2.玻耳兹曼密度分布
                                                                              • 2.1 等温气压公式
                                                                                • 2.2 玻耳兹曼密度分布律
                                                                                  • 2.3 麦克斯韦-玻耳兹曼能量分布律
                                                                                  • § 3.能均分定理与热容量
                                                                                    • 3.1 自由度
                                                                                      • 3.2 能量按自由度均分定理
                                                                                        • 3.3 理想气体的热容量
                                                                                          • 3.4 固体的热容量
                                                                                          • § 4.量子气体中粒子按能级的分布
                                                                                            • 4.1 能级与量子态
                                                                                              • 4.2 麦克斯韦-玻耳兹曼分布
                                                                                                • 4.3 H 定理
                                                                                                  • 4.4 能级的离散性对热容量的影响
                                                                                                    • 4.5 玻色-爱因斯坦分布和费米-狄拉克分布
                                                                                                    • § 5.费米气体
                                                                                                      • 5.1 T =0 K 时的简并费米气体
                                                                                                        • 5.2 T > 0 K 时的简并费米气体
                                                                                                          • 5.3 粒子之间的量子关联与量子简并
                                                                                                            • 5.4 金属中的自由电子气
                                                                                                              • 5.5 白矮星
                                                                                                                • 5.6 中子星
                                                                                                                • § 6.玻色气体
                                                                                                                  • 6.1 简并玻色气体的化学势 玻色-爱因斯坦凝聚
                                                                                                                    • 6.2 激发态上的粒子数与能量
                                                                                                                      • 6.3 从液氦的 λ 相变到理想气体 BE 凝聚的实现
                                                                                                                        • 6.4 光子气体
                                                                                                                        • § 7.宏观态的概率和熵
                                                                                                                          • 7.1 宏观态的概率
                                                                                                                            • 7.2 玻耳兹曼熵关系式
                                                                                                                              • 7.3 信息熵与遗传密码
                                                                                                                              • 本章提要
                                                                                                                                • 思考题
                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                  • 第三章 热力学第一定律
                                                                                                                                    • § 1.从能量守恒到热力学第一定律
                                                                                                                                      • 1.1 能量守恒定律的建立
                                                                                                                                        • 1.2 广义功
                                                                                                                                          • 1.3 内能是个态函数
                                                                                                                                            • 1.4 热力学第一定律的数学表述
                                                                                                                                              • 1.5 准静态过程
                                                                                                                                              • § 2.气体的热容量 内能和焓
                                                                                                                                                • 2.1 热容量 焓
                                                                                                                                                  • 2.2 焦耳实验及其改进
                                                                                                                                                    • 2.3 焦耳-汤姆孙效应
                                                                                                                                                      • 2.4 节流膨胀液化气体
                                                                                                                                                        • 2.5 化学反应热和生成焓
                                                                                                                                                        • § 3.热力学第一定律对理想气体的应用
                                                                                                                                                          • 3.1 等温过程
                                                                                                                                                            • 3.2 绝热过程
                                                                                                                                                              • 3.3 大气的垂直温度梯度
                                                                                                                                                                • 3.4 多方过程
                                                                                                                                                                • § 4.循环过程和卡诺循环
                                                                                                                                                                  • 4.1 循环过程
                                                                                                                                                                    • 4.2 理想气体卡诺循环及其效率
                                                                                                                                                                    • 本章提要
                                                                                                                                                                      • 思考题
                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                        • 第四章 热力学第二定律
                                                                                                                                                                          • § 1.热力学第二定律的表述和卡诺定理
                                                                                                                                                                            • 1.1 自然现象的不可逆性
                                                                                                                                                                              • 1.2 热力学第二定律的语言表述
                                                                                                                                                                                • 1.3 卡诺定理
                                                                                                                                                                                  • 1.4 热力学温标
                                                                                                                                                                                    • 1.5 历史性的回顾
                                                                                                                                                                                    • § 2.卡诺定理的应用
                                                                                                                                                                                      • 2.1 内能和物态方程的关系
                                                                                                                                                                                        • 2.2 克拉珀龙方程及其在相变问题上的应用
                                                                                                                                                                                        • § 3.克劳修斯不等式与熵定理
                                                                                                                                                                                          • 3.1 热力学第二定律的数学表述 ——— 克劳修斯不等式
                                                                                                                                                                                            • 3.2 熵是态函数
                                                                                                                                                                                              • 3.3 熵的计算
                                                                                                                                                                                                • 3.4 熵增加原理
                                                                                                                                                                                                  • 3.5 热力学熵与玻耳兹曼熵的统一
                                                                                                                                                                                                  • § 4.关于热力学第二定律的若干诘难和佯谬
                                                                                                                                                                                                    • 4.1 洛施密特的诘难
                                                                                                                                                                                                      • 4.2 策尔梅洛的诘难
                                                                                                                                                                                                        • 4.3 吉布斯佯谬
                                                                                                                                                                                                          • 4.4 麦克斯韦妖与信息
                                                                                                                                                                                                          • § 5.热平衡与自由能
                                                                                                                                                                                                            • 5.1 孤立系的热平衡判据
                                                                                                                                                                                                              • 5.2 定温定体条件下的热平衡判据 亥姆霍兹自由能
                                                                                                                                                                                                                • 5.3 定温定压条件下的热平衡判据 吉布斯自由能
                                                                                                                                                                                                                  • 5.4 物体系内各部分之间的平衡条件
                                                                                                                                                                                                                    • 5.5 范德瓦耳斯气液相平衡
                                                                                                                                                                                                                      • 5.6 混合气体的化学平衡
                                                                                                                                                                                                                      • § 6.连续相变 超流
                                                                                                                                                                                                                        • 6.1 有序-无序转变
                                                                                                                                                                                                                          • 6.2 朗道二级相变理论
                                                                                                                                                                                                                            • 6.3 液氦的超流现象
                                                                                                                                                                                                                              • 6.4 唯象的二流体模型
                                                                                                                                                                                                                                • 6.5 准粒子(元激发)的概念
                                                                                                                                                                                                                                • 本章提要
                                                                                                                                                                                                                                  • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                                                                    • 第五章 非平衡过程
                                                                                                                                                                                                                                      • § 1.近平衡态弛豫和输运过程
                                                                                                                                                                                                                                        • 1.1 经验定律
                                                                                                                                                                                                                                          • 1.2 平均自由程与碰撞频率
                                                                                                                                                                                                                                            • 1.3 分子自由程的概率分布
                                                                                                                                                                                                                                              • 1.4 从量纲看输运系数
                                                                                                                                                                                                                                                • 1.5 初级气体动理论
                                                                                                                                                                                                                                                  • 1.6 与实验的比较
                                                                                                                                                                                                                                                    • 1.7 稀薄气体中的输运过程
                                                                                                                                                                                                                                                    • § 2.涨落 关联 布朗运动
                                                                                                                                                                                                                                                      • 2.1 涨 落
                                                                                                                                                                                                                                                        • 2.2 临界点的涨落
                                                                                                                                                                                                                                                          • 2.3 布朗运动
                                                                                                                                                                                                                                                            • 2.4 时间关联与涨落回归假说
                                                                                                                                                                                                                                                            • § 3.分 形
                                                                                                                                                                                                                                                              • 3.1 分形与分形维数
                                                                                                                                                                                                                                                                • 3.2 布朗粒子轨迹的分形维数
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 3.3 分形生长
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 3.4 逾 渗
                                                                                                                                                                                                                                                                    • § 4.线性不可逆过程热力学
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 4.1 局域热平衡概念
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 4.2 熵流与熵产生
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 4.3 输运过程的熵产生
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 4.4 化学反应的熵产生
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 4.5 广义流和广义力
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 4.6 最小熵产生原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 4.7 线性区耗散结构之不可能
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • § 5.耗散结构
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 5.1 化学振荡与螺旋波
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 5.2 图灵斑图
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 5.3 贝纳尔对流
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 5.4 耗散结构的特征
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • § 6.生命与生态环境
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.1 生命的热力学基础
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.2 地球生态环境的辐射收支与负熵流
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.3 地球表面的温度与温室效应
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 6.4 水是生命之源
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5 盖娅假说与新自然观
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 6.6 地外生命与地外文明问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • § 7.热宇宙模型
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.1 大爆炸和决定早期宇宙历史的两个判据
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 7.2 几个里程碑
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 7.3 微波背景辐射的发现
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 7.4 膨胀宇宙中的辐射与物质的热力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 7.5 膨胀宇宙中的辐射与物质的动力学
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 7.6 星系的形成
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.7 热寂说的终结
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 本章提要
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 思考题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 数学附录
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • A.高斯积分
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • B.误差函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 习题答案
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 索引

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