热学

第1章热现象与热物理学1 1.1热力学是宏观热现象规律的总结1 1.2热运动与热现象的微观理论3 1.2.1物质由大量的分子或原子组成3 1.2.2分子的热运动及其实验事实4 1.2.3分子间存在相互作用力6 1.2.4热物理学的三种理论8 1.3热学研究的对象8 1.4状态参量与状态公理10 1.5数学知识补充12 1.5.1全微分概念及特性12 1.5.2概率简介15 第2章热力学第零定律和温度23 2.1温度和热力学第零定律23 2.2温标的建立27 2.2.1经验温标28 2.2.2理想气体温标32 2.2.3热力学温标32 2.2.4国际温标33 2.3状态方程34 2.3.1理想气体的状态方程35 2.3.2混合理想气体的状态方程36 2.3.3实际气体的状态方程38 2.3.4固体、液体的状态方程39 第3章热力学定律和内能43 3.1准静态过程44 3.2以功的形式传递能量45 3.2.1位形功45 3.2.2绝热功和内能 48 3.3以热量的形式传递能量50 3.3.1热容量51 3.3.2热的简史52 3.3.3热还是功？53 3.4热力学定律54 3.5理想气体内能和焓56 3.5.1焓的定义56 3.5.2理想气体的内能57 3.5.3理想气体的焓58 3.5.4迈耶公式59 3.6理想气体的绝热过程60 3.7稳流过程63 3.7.1涡轮机65 3.7.2节流阀65 3.7.3焦耳-汤姆逊实验65 第4章热力学第二定律和熵74 4.1循环过程和热机74 4.1.1循环和效率75 4.1.2热力学发展简史77 4.1.3卡诺循环79 4.1.4实际的热机80 4.2可逆过程和不可逆过程83 4.3热力学第二定律的两种表述85 4.4卡诺定理88 4.5热力学温标91 4.6可逆绝热过程的性93 4.7克劳修斯不等式94 4.8熵97 4.8.1熵是状态函数97 4.8.2熵的计算99 4.8.3熵增加原理101 4.8.4温-熵图103 4.8.5热力学恒等式104 4.8.6自由能与吉布斯函数104 4.9热力学第二定律及熵的统计意义106 4.9.1不可逆性的微观解释107 4.9.2玻尔兹曼熵109 第5章麦克斯韦-玻尔兹曼分布115 5.1理想气体微观模型115 5.2理想气体的压强公式与温度的统计解释117 5.3麦克斯韦速度分布律及其应用120 5.3.1速度空间120 5.3.2速度分布121 5.3.3速率分布122 5.3.4压强公式的重新推导124 5.3.5单原子气体的麦克斯韦分布(1860年的证明)126 5.3.6麦克斯韦速率分布129 5.4玻尔兹曼分布律133 5.5麦克斯韦速率分布的实验验证136 5.6能量按自由度均分定理139 第6章输运过程的分子动理论学基础151 6.1气体的平均自由程151 6.1.1碰撞截面152 6.1.2平均自由程153 6.2热传导现象及其微观解释155 6.2.1热传导现象的宏观规律155 6.2.2气体导热系数的微观机理157 6.3黏滞现象及其微观解释158 6.3.1黏滞力的宏观规律158 6.3.2气体黏滞系数微观机理160 6.4气体扩散现象及微观解释162 6.4.1气体扩散的实验规律162 6.4.2气体扩散系数的微观机理163 6.5关于三种输运系数的讨论163 6.5.1理论与实验结果的比较163 6.5.2低压下气体的黏滞现象和热传导164 第7章物态与相变167 7.1固体167 7.1.1晶体的结构167 7.1.2固体中的化学键170 7.1.3晶体中的热运动173 7.1.4非晶态固体174 7.2液体175 7.2.1液体的结构176 7.2.2液体的体热物理性质177 7.2.3液体的表面性质180 7.3相与相变186 7.3.1相与相图186 7.3.2潜热188 7.3.3化学势与吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem）关系189 7.3.4两相共存条件189 7.3.5相变的分类190 7.3.6克劳修斯-克拉珀龙（Clausius-Clapeyron）方程190 7.3.7范德华气体等温线192 7.3.8液固相变195 参考文献200